Как диаметр Вселенной может быть таким большим, если ничто не может двигаться быстрее света? [дубликат]

Ниже приведены факты преобладающей космологической модели.

  1. Возраст Вселенной составляет около 13,772 миллиарда лет.

  2. Ничто с массой не может превышать скорость света.

  3. Диаметр наблюдаемой Вселенной составляет 28,5 гигапарсека, т.е. 93 миллиарда световых лет.

Как могли две частицы, скорость которых никогда не превышала 186 000 миль в секунду, оказаться на расстоянии более 27,544 ± световых года друг от друга? Можно ли объяснить это кажущееся противоречие разумным способом, не требующим карандаша и бумаги?

«но поскольку те световые годы, которые вы измерили, расширились с тех пор, как прошел фотон», - это предпосылка из ответа, который вы неправильно утверждаете, отвечает на мой вопрос.
Скажите своему другу, что пространство похоже на ткань, которая может растягиваться. Скажите ему, что свет всегда движется по ткани пространства (скажите, что это факт). Есть какая-то божественная сила, которая постоянно расширяет пространство, т.е. будь богом, возьми свой кусок ткани и растяни его с двух концов. Свет продолжит двигаться по новой вытянутой ткани пространства, как обычно, но расстояние между двумя точками будет увеличиваться так же, как увеличилось расстояние между вашими руками.
@JimMcMillan Я все еще думаю, что это дубликат, но ответы на этот вопрос танцуют вокруг проблемы, которую вы подняли. Поэтому я сделал отдельный ответ, чтобы решить эту проблему.

Ответы (3)

Можно ли объяснить это кажущееся противоречие разумным способом, не требующим карандаша и бумаги?

Я так думаю, но это требует некоторого воображения/визуализации (и, возможно, лучшего объяснения, чем я могу дать).

Как могли две частицы, скорость которых никогда не превышала 186 000 миль в секунду, оказаться на расстоянии более 27 544 световых лет друг от друга?

Короткий ответ: «пространство расширяется, что увеличивает расстояние между частицами, и им никогда не приходится двигаться со скоростью, превышающей скорость света».

Подумайте о двух частицах в маленькой вселенной (она же ранняя Вселенная), удаляющихся друг от друга со скоростью света. Если бы Вселенная не расширялась, когда-нибудь ( т ) позже они будут просто 2 с т отдельно друг от друга. В расширяющейся Вселенной их теперь будет разделять расстояние

2 д знак равно 2 с т + 2 в с п а с е ( т ) т
куда 2 в с п а с е ( т ) скорость, с которой расстояние между ними увеличилось. Если вы затем попытаетесь вычислить среднюю скорость одной частицы ( д / т ) Вы получаете
в а в грамм знак равно д т знак равно с + в с п а с е ( т )
что больше скорости света. Важно отметить, что теория относительности не нарушилась — частицы всегда перемещались со скоростью с , это было пространство, которое расширилось.

Реалистичная/интуитивная аналогия затруднена, потому что такого рода эффекты просто не происходят в нашем повседневном масштабе. Вот мысленный эксперимент, о котором вы могли бы подумать: две машины едут на максимальной скорости в противоположных направлениях по очень длинной и прямой дороге. Что произойдет с расстоянием между ними, если дорога растянется?

или это просто вещи, которые никто не понимает, если он не физик?

Абсолютно нет, хотя наличие времени подумать о таких вещах и увидеть математику очень помогает.

Разве в ранней Вселенной они не были бы только c*tобособленными, потому что сложение скоростей при движении с релятивистскими скоростями отличается?
Я так не думаю, но, может быть, вы знаете больше, чем я? Если вы выпустите один фотон на север, а другой фотон на юг. Оба фотона по отдельности движутся со скоростью света, но поскольку они движутся в противоположных направлениях, расстояние между ними увеличивается вдвое быстрее скорости света. Другими словами, я не добавляю скорости, я добавляю расстояния.
Да, я думаю, вы правы, в центре импульса двух фотонов они оба должны удаляться с c. Однако от остальной системы отсчета одного из фотонов другой должен был бы удалиться только на c. Но я думаю, что это не удастся, потому что вы не можете подняться в кадр покоя фотона (?), потому что нет кадра, в котором фотон находится в покое, он всегда движется с c.
Да, или проще: один из фотонов не может когда-либо знать о другом, потому что частица-посланница должна была бы догонять что-то удаляющееся на с , поэтому требуется скорость больше, чем с . Таким образом, в кадре покоя одного фотона другой фотон не виден. Да, вы правы, потому что если вы попытаетесь ускорить Лоренца в системе покоя фотона ( в знак равно с ) , фактор Лоренца γ ( в знак равно ± с ) знак равно ∞ будет очень трудно разобраться в вещах (например, с бесконечным замедлением времени и бесконечным сокращением длины).

Предположим, вы должны без каких-либо осложнений объяснить правду своему другу.

Во-первых, дайте вашему другу некоторое представление и проведите некоторую аналогию между физическими терминами и некоторыми более удобными терминами.

«Космос подобен куску ткани, ткани, которая может растягиваться. Есть некие божественные силы, силы, которые постоянно растягивают космическую ткань (ткань). Свет всегда движется по ткани пространства, как сверхбыстрый червь».

Теперь попросите вашего друга быть богом, взявшись за два диагонально противоположных угла ткани, и попросите его быстро растянуть ее (быстрее червяка). После растяжения скажите ему, что свет все еще продолжает двигаться по ткани со скоростью света, не обращая внимания на всю магию растяжения, которая произошла.

Спросите его, увеличилось ли расстояние между его двумя руками. Кроме того, спросите, как далеко червь прошел во время процесса...

Хорошо, это кажется достаточно большим, чтобы с ним справился не физик, и после тщательного рассмотрения я, кажется, понял. Хотя у меня есть один вопрос. Подразумевалось, что первые световые годы растянулись на значительное расстояние по сравнению с сегодняшними световыми годами. Знаем ли мы, двигался ли свет быстрее, чем 186 000 миль в секунду? или если эти мили только что растянулись в длину с ранней Вселенной? Если это последнее, то разве это растяжение не должно измеряться и обновляться, как високосные секунды? или, может быть, это одно и то же?.... с ума сошел... хорошо помечено как ответ. Спасибо
Первоначально пространство было просто точкой, которая расширилась, скажем, до светового года, расширение продолжилось, и сейчас оно составляет 92 миллиарда световых лет в диаметре. Если я правильно понял ваш вопрос, то то, что мы сегодня — это полностью растянутая чрезвычайно маленькая точка. Свет не может двигаться быстрее света, и это факт. Однако теория относительности и квантовая механика не работают в самом начале Вселенной. Растяжение Вселенной уже определено количественно, но требует математики высокого уровня.

Как сказал Яшас, стандартное «нематематическое» объяснение заключается в том, что пространство между частицами растягивается, так что расстояние между частицами растет быстрее скорости света. Теперь мы должны объяснить, почему это не противоречит вашему утверждению, что «частицы никогда не превышают 186 000 миль в секунду».

Проблема в том, что нам нужно указать, к чему относится эта скорость. В специальной теории относительности вы можете вычислить скорость любого объекта относительно любого другого объекта (например, скорости двух частиц относительно друг друга). Однако это возможно только потому, что пространство-время в специальной теории относительности однородно. Каждая точка одинакова, поэтому можно сравнивать что угодно в любых двух точках.

В общей теории относительности пространство-время больше не является однородным, и в результате невозможно сравнивать векторы, такие как скорости, в двух разных точках. Вы можете сказать, что частица только что прошла мимо вас с некоторой скоростью, но бессмысленно вычислять относительную скорость двух удаленных частиц.

В качестве аналогии предположим, что мы стоим в двух разных точках на экваторе, каждая из которых указывает на север. Если мы хотим сравнить направления, которые мы указываем, мы должны встретиться в одном и том же месте. Если мы встретимся на экваторе, наши направления совпадут. Если мы оба поднимемся на Северный полюс и сравним, они не согласятся! Это происходит потому, что поверхность Земли искривлена. По тем же причинам невозможно сравнивать дальние скорости в искривленном пространстве-времени. Нет никакого уникального способа сделать это.

Таким образом, тот факт, что расстояние между ними растет быстрее, чем с не противоречит относительности. Ничто никогда не путешествует быстрее, чем с по словам местного наблюдателя.

Как диаметр Вселенной может быть таким большим, если ничто не может двигаться быстрее света? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v