Как выглядело бы реликтовое излучение где-то еще во Вселенной?

В ответе на вопрос на Worldbuilding.SE было высказано мнение, что если бы вы были внезапно перенесены на неизвестное расстояние и в неизвестном направлении с помощью магии , вы могли бы использовать Космический микроволновый фон, чтобы определить свое положение относительно Земли.

Это заставило меня задаться вопросом, как выглядит реликтовое излучение в разных точках Вселенной? Можно ли использовать изменения внешнего вида реликтового излучения для определения вашего положения, направления или скорости относительно Земли?

Ответы (1)

Реликтовое излучение почти безликое, но рабочее слово почти . Крошечные колебания температуры, которые мы измерили, должны выглядеть примерно одинаково в пределах от десятков до сотен миллионов световых лет от Земли или около того. Это позволит вам получить абсолютную ориентацию относительно реликтового излучения и, следовательно, относительно Земли.

Довольно легко измерить скорость относительно реликтового излучения, поэтому, если вы измерите свою скорость относительно реликтового излучения где-то еще (во всяком случае, в пределах этих 10-100 миллионов световых лет от Земли) и если вы знаете свою ориентацию, вы можете вычислить свою скорость относительно реликтового излучения. Земля.

Но я не вижу никакого способа легко измерить расстояние от Земли, кроме как очень приблизительно. (Реликтовое излучение, которое вы видите из любой точки, отличается, потому что оно исходит из другой сферы. Если вы отодвинетесь достаточно далеко от Земли, колебания температуры, которые вы увидите, больше не будут теми, которые мы видим с Земли, потому что вы берете образцы из другой части. Вселенной 300 лет.)

Позже: Я думал о проблеме положения, и решение есть, но оно сложное. Реликтовое излучение показывает вселенную 13,7 миллиардов лет назад, и из любой ее точки видно распределение материи в такой старой оболочке. Если мы переместимся в другую точку, то в действительности оболочка тоже сместится и пробует разные части газа. Ключевым моментом является то, что слабая рябь температуры газа, которую мы видим в виде пятен на реликтовом излучении, представляет собой трехмерные пузыри.

Так что если сместиться в пространстве на небольшое расстояние, реликтовое излучение будет больше всего смещаться в направлении движения (как спереди, так и сзади) и меньше всего под прямым углом. Кроме того, величина сдвига будет зависеть от углового размера флуктуации, на которую вы смотрите. Флуктуации с низкой угловой частотой происходят из-за физически больших пульсаций в газе, и вам нужно переместиться на большое расстояние, чтобы вывести оболочку, которую вы отбираете, из пузыря. Рябь с высокими угловыми частотами исходит от меньших пузырей, и более короткие сдвиги в положении переносят наблюдаемую вами оболочку из одного пузыря в другой.

Чуть-чуть взмахнув руками, можно будет использовать статистические методы для оценки величины и направления движения путем сравнения двух подробных карт реликтового излучения. Основным ограничением метода является то, что чем лучше угловое разрешение, тем скорее вы потеряете всю корреляцию между двумя изображениями реликтового излучения, но чем грубее угловое разрешение, тем грубее будут ваши измерения.

Числа? Пока мы не говорим о путешествии на многие миллиарды световых лет, мы можем игнорировать вопросы общей теории относительности. Флуктуация с угловым размером в 1 градус соответствует флуктуации реликтового излучения, которая сейчас кажется нам около 250 миллионов световых лет в поперечнике и, следовательно, должна иметь хорошие шансы быть видимой для движений примерно на этом расстоянии. Это говорит о том, что метод реликтового излучения должен быть в состоянии дать вам приблизительное положение, возможно, до полумиллиарда или даже миллиарда световых лет, но после этого точность резко упадет.

Обратите внимание, что для более коротких прыжков должна быть возможность на самом деле распознавать сверхскопления галактик и таким образом получать положение.

Реликтовое излучение датируется примерно 380 000 лет после ББ, а не 300 годами.
Кроме того, я не астрофизик, но я удивлен, что анизотропия может дать направление относительно Земли. На расстоянии от «десятков до сотен» световых лет угловая разница будет чрезвычайно мала, 10 ^ -4 угловой секунды или меньше. В галактических масштабах вы не увидите таких же анизотрофий.
Телепортируйтесь слишком далеко, и вы попробуете совершенно другую оболочку CMB; Я согласен с этим. Телепортируйся рядом, и ты видишь то же самое, так что разницы нет. Как это показывает вашу позицию по отношению к? Земля? Скорость на новом месте относительно. реликтовое излучение определяется местными условиями, которые не имеют ничего общего с местными условиями Земли. Также вы сначала пишете "10-100 лир", потом "10-100 млн лир". Что вы имеете в виду?
@Pela: опечатка исправлена ​​- спасибо! Обратите внимание, что если реликтовое излучение продолжает колебаться на всех угловых расстояниях и ваши инструменты достаточно хороши, вы все равно можете заставить метод работать. Но на коротких расстояниях распознавание галактических скоплений и сверхскоплений было бы более эффективным, так что это, вероятно, не имеет значения.
Требуется дополнительная информация. Я не думаю, что это работает. Какое угловое разрешение вы предполагаете?
@Rob Jeffries: Боюсь, я не понимаю вашего вопроса. Если вы говорите об оценке размера флуктуации реликтового излучения в 1 градус, то она находится на кажущемся расстоянии 13,7 миллиардов световых лет при видимой окружности 86 миллиардов световых лет. Разделив это на 360 градусов, мы получим около 250 миллионов световых лет для видимого размера флуктуации в 1 градус.
Почему вы ссылаетесь на 1 градус? Возможно, вы думаете о размерах регионов, которые не должны быть причинно связаны, если бы не инфляция? Кроме того, что вы подразумеваете под "кажущимся расстоянием"? Реликтовое излучение исходит из оболочки с радиусом, который сегодня составляет ~ 45,4 миллиарда световых лет.
(1) Я выбрал 1 градус в качестве предполагаемого оптимального значения для измерения. Точные измерения даже с более высоким угловым разрешением очень сложны (просто измерить реликтовое излучение с точностью до 1 градуса очень сложно). (2) Более высокое угловое разрешение имеет очень мало значения при определении больших расстояний. (3) Причинно-следственная связь не имеет значения — не важно, что вызывает вариации. (4) Где сегодня находится материя, вызвавшая реликтовое излучение, не имеет значения — мы не наблюдаем ее такой, какая она есть сегодня. Соответствующим расстоянием для геометрии определения местоположения является ее видимое расстояние.
Как выглядело бы реликтовое излучение где-то еще во Вселенной?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v