Как быстро перемещается пространство/время?

На ваш вопрос очень легко ответить, потому что ответ — это просто значение постоянной Хаббла (или обратное время Хаббла). Беда в том, что нефизику трудно объяснить, что означает ответ. Я попробую, но вам может показаться, что это трудно.

Когда мы описываем расширение Вселенной, мы не можем просто говорить о ее размере. Это потому, что размер Вселенной неизвестен, и действительно, она может быть бесконечной, и в этом случае она вообще не имеет размера. Мы обходим это, описывая расширение, используя расстояние между объектами во Вселенной.

Предположим, что есть галактика в 10 миллиардах световых лет от нас. Если Вселенная расширяется, это означает, что расстояние до галактики будет увеличиваться. Таким образом, если Вселенная расширится в два раза, расстояние до галактики составит 20 миллиардов световых лет. И наоборот, если бы Вселенная сжималась, то расстояние до галактики уменьшалось бы. Если бы Вселенная сжалась наполовину, то расстояние до галактики составило бы 5 миллионов лет.

Математически мы описываем расширение, используя масштабный коэффициент, который мы пишем как$a(t)$. Мы определяем масштабный коэффициент равным единице прямо сейчас, поэтому, если масштабный коэффициент увеличится до двух, это будет означать, что все находится в два раза дальше, и Вселенная удвоилась в размерах. Если масштабный коэффициент уменьшается до$0.5$это означает, что все стало в два раза ближе, а Вселенная уменьшилась вдвое. Мы рассчитываем, как масштабный коэффициент меняется со временем, используя общую теорию относительности, и результаты выглядят так ( взято из этого вопроса ):

Учитывая, что описание расширения Вселенной довольно сложно, нет простого ответа на ваш вопрос Как быстро перемещается пространство/время? , но мы могли бы, например, узнать, сколько времени потребуется Вселенной, чтобы удвоиться в размерах. Это кажется разумным критерием скорости расширения. Это время удвоения называется временем Хаббла, и мы можем рассчитать его по масштабному коэффициенту. Изменение времени Хаббла выглядит следующим образом (из того же вопроса, что и на диаграмме выше):

The $y$ось показывает отношение времени Хаббла к его текущему значению около$14.5$миллиард лет. Так$2$на$y$ось означает, что время Хаббла равно$29$миллиард лет и$0.5$на$y$ось означает время Хаббла$7.25$миллиард лет.

График показывает, что сразу после Большого взрыва время Хаббла было очень маленьким, поэтому Вселенная удваивалась в размерах каждые несколько секунд. Сейчас он удваивается в размерах каждый$14.5$миллиардов лет, и в будущем время удвоения установится на постоянное значение около$17$к$18$миллиард лет.

Я начал с измерения параметра Хаббла, о котором, я уверен, вы слышали. Параметр Хаббла является обратной величиной времени Хаббла. Таким образом, большой параметр Хаббла означает, что Вселенная расширяется быстро, а маленький параметр Хаббла означает, что Вселенная расширяется медленно. Параметр Хаббла полезен тем, что он говорит нам, как быстро далекие галактики удаляются от нас. скорость$v$какого-то предмета на расстоянии$d$дан кем-то:

где$H$— параметр Хаббла. Это известно как закон Хаббла . Параметр Хаббла со временем уменьшался, поэтому в прошлом объекты$10$миллиарды световых лет от нас двигались быстрее, чем сейчас.

Таким образом, есть много способов описать, как быстро расширяется Вселенная, но нет простого способа. Однако я надеюсь, что это немного прояснило ситуацию, не расплавив слишком много клеток мозга.

Как быстро перемещается пространство/время?

Быстрый. Но обратите внимание, что путешествия как такового нет, и это пространство расширяется. Погуглите об этом. Пространство-время — это абстрактная вещь «пространство во все времена». Вот его изображение, любезно предоставленное НАСА:

Он выглядит как бокал для шампанского, лежащий на боку, без ручки и основания. Ось времени идет слева направо, а диаметр увеличивается. Допустим, реальная Вселенная имеет сферическую форму и постоянно увеличивается. Если бы вы каждый миллиард лет вынимали кусочек из середины и выстраивали все ваши кусочки слева направо, как ломтики хлеба, то форма, которую вы в итоге получили бы, была бы похожа на этот бокал для шампанского. Каждая вертикальная линия представляет собой миллиард лет.

Говорят, что до большого взрыва ничего не было раньше, так как пространство/время было создано в результате большого взрыва. Большой взрыв создает быстрое расширение пространства/времени... так насколько быстро это быстро?

Быстрый. Большой взрыв — это яркое пятно слева, где начинается флейта шампанского. Считается, что после этого периода произошла инфляция, когда Вселенная расширилась очень и очень быстро. Однако никто не знает этого наверняка, фактических доказательств инфляции нет. Однако есть убедительные доказательства того, что Вселенная расширяется. Об этом можно найти такие статьи :

«Самое точное из когда-либо сделанных измерений скорости расширения Вселенной получено благодаря космическому телескопу НАСА «Спитцер», и это охренительно. Само пространство трещит по швам, расширяясь со скоростью 74,3 плюс-минус 2,1 километра ( 46,2 плюс-минус 1,3 мили) в секунду на мегапарсек (мегапарсек — это примерно 3 миллиона световых лет). Если эти цифры слишком велики, будьте уверены, это очень, очень быстро. .

Но это на самом деле не говорит вам, как быстро. Чтобы получить представление об этом, посмотрите наблюдаемую вселенную в Википедии:

«Сопутствующее расстояние от Земли до края наблюдаемой Вселенной составляет около 14 гигапарсеков (46 миллиардов световых лет или 4,3×10 ²⁶ метров) в любом направлении».

Радиус наблюдаемой Вселенной составляет 46 миллиардов световых лет. Реальная Вселенная может быть больше, но у нас нет доказательств того, что это так, и уж точно нет доказательств того, что Вселенная бесконечна. Итак, пока давайте возьмем 46 миллиардов световых лет и представим Вселенную в виде расширяющейся сферы:

_{Изображение наблюдаемой Вселенной CCASA, сделанное Azcolvin429, см. Википедию.}

Радиус увеличился с небольшого размера до 46 миллиардов световых лет за 13,8 миллиардов лет. Итак, как быстро он расширяется? В среднем это как минимум в 3,333333 раза больше скорости света. Как это быстро? И это только для начала, потому что становится все быстрее . И посмотрите подобные статьи , в которых утверждается, что диаметр Вселенной составляет не менее 156 миллиардов световых лет.

«Все расстояние, пройденное светом в ранней Вселенной, увеличивается за счет расширения Вселенной», — объясняет Нил Корниш, астрофизик из Университета штата Монтана. «Подумайте об этом как о сложных процентах». Нужен визуал? Представьте себе Вселенную всего через миллион лет после ее рождения, предлагает Корниш. Группа света путешествует в течение года, покрывая один световой год. «В то время Вселенная была примерно в 1000 раз меньше, чем сегодня», — сказал он. «Таким образом, этот один световой год теперь растянулся до 1000 световых лет». Все части в сумме составляют 78 миллиардов световых лет. Свет не прошел так далеко, но «отправная точка фотона, достигшего нас сегодня после путешествия в течение 13,7 миллиардов лет, теперь находится на расстоянии 78 миллиардов световых лет», — сказал Корниш. Это был бы радиус Вселенной, и вдвое больше - 156 миллиардов световых лет - это диаметр. Это основано на представлении, уходящем на 90 процентов назад во времени, поэтому оно может быть немного больше. «О нем можно думать как о сферическом диаметре в обычном смысле», — утешительно добавил Корниш.

Я сам люблю сложные проценты. Мне не нравится ни инфляция, ни бесконечная вселенная, но мне нравятся эти сложные проценты .