Как мы можем использовать сверхскоростные звезды для определения происхождения Вселенной?

Как мы можем использовать сверхскоростные звезды для определения происхождения Вселенной?

Прежде всего, я должен кое-что прояснить: наши знания о Большом Взрыве невероятно ограничены, и поэтому сегодня мы даже не знаем происхождения Вселенной. Общая теория относительности и квантовая механика терпят крах по мере того, как вы приближаетесь к ней.$t_0=0$. Все, что мы действительно знаем, это то, что что- то произошло 13,8 миллиарда лет назад. Однако, если мы посмотрим на расширяющуюся Вселенную, мы можем экстраполировать, что 13,8 миллиарда лет назад пространство было намного меньше расширено, чем сейчас.

Общая теория относительности предполагает, что Вселенная будет упакована в сингулярность. Это не очень хороший подход, так как ОТО не может правильно объяснить такие условия (КМ больше подходит для этого, но сама по себе она не может объяснить, как действовала гравитация), так что мы действительно не имеем ни малейшего представления о том, что произошло. 13,8 миллиардов лет назад. Тем не менее, мы все еще знаем, когда произошел Большой взрыв (каким бы он ни был), и это то, что астрономы будущего смогут выяснить.

Идея, которую выдвигает статья, заключается в следующем: через один триллион лет расширение пространства вытеснит любые другие галактики из поля нашего зрения, а реликтовое излучение станет слишком красным, чтобы его можно было обнаружить.

Однако сверхскоростные звезды, скорее всего, будут обнаружены за пределами Млечного Пути (точнее, Млекомеды). Как только эти звезды уйдут достаточно далеко от гравитационного влияния Милкомеды, мы сможем наблюдать их ускорение из-за расширения пространства, как мы наблюдаем сегодня для многих галактик. 4-страничная статья, на которой основана статья, Loeb (2011) , на самом деле ясно показывает это на графике:

По мере того, как звезды будут удаляться все дальше и дальше от Милькомеды, гравитационное притяжение звезд будет ослабевать, и они будут ускоряться за счет расширения пространства. Это действительно станет заметным, как только они окажутся на расстоянии около 2,3 мегапарсека от галактики. Конечно, эти звезды будет нелегко найти, но Леб упоминает, что будущие астрономы, вероятно, к тому времени усовершенствуют свои инструменты и инструменты.

Леб объясняет, что, как только мы наблюдаем их красное смещение по мере увеличения расстояния, мы можем подтвердить закон Хаббла. После этого нам остается только измерить необходимые параметры, и наконец мы можем рассчитать возраст Вселенной по уравнению Фридмана:

$$t_0 = \frac{1}{H_0} F(\Omega_r,\Omega_m,\Omega_\Lambda,\dots)$$

В этом суть. К тому времени сверхскоростные звезды будут единственными внегалактическими объектами, и поэтому мы будем полагаться на них для подтверждения наших измерений.

Интересно, что Леб упоминает, что наблюдение и анализ расширения Вселенной в то время могли бы ответить на некоторые из неопределенностей, которые мы имеем сегодня:

До сих пор рабочим предположением было то, что плотность энергии вакуума остается постоянной и не переходит в более низкое энергетическое состояние в течение сотен циклов e-кратности. Измерение динамики сверхскоростных звезд в поздние космические времена обеспечивает дополнительное преимущество проверки того, является ли космологическая постоянная действительно [ sic ] постоянной. Обратные указания могут открыть новую физику, подобную той, что рассматривается в развивающихся моделях темной энергии.

Таким образом, хотя к тому времени большая часть Вселенной будет недоступна для наблюдения, по иронии судьбы у нас будет больше ответов о космологии, чем сегодня, просто благодаря наблюдению нескольких внегалактических объектов, которые будут видны.

Это общее объяснение того, как мы можем найти время, прошедшее после Большого Взрыва. Помните, что даже сейчас мы действительно понятия не имеем о происхождении Вселенной — это главная нерешенная проблема в физике. Все, что мы знаем, это то, что что-то произошло 13,8 миллиарда лет назад. Используя сверхскоростные звезды, люди будущего также смогут определить время, прошедшее после Большого взрыва. Однако не возлагайте надежды на то, что люди проживут 1 триллион лет.