Какое расстояние может пройти предмет по прямой?

Предположим, у вас есть объект на некотором расстоянии от вас, и он движется со скоростью, отличной от скорости Хаббла, которую вы ожидаете в этой точке. Как меняется движение этого тела со временем? Двигается ли он по прямой линии (т. е. по геодезической), и если вы подождете достаточно долго, как далеко он уйдет?

Этот вопрос в корне ошибочен, по крайней мере, по нескольким причинам. (1) Расширение Вселенной — это не скорость. У него есть единицы измерения скорости/расстояния или обратного времени. (2) По сути, это вопрос: «Что, согласно законам физики, произойдет с частицей, которая не подчиняется законам физики?»
Я немного изменил вопрос. Не могли бы вы ответить на него сейчас?
Вы избавились от части вопроса «со скоростью, превышающей скорость расширения Вселенной». Вы не устранили основную проблему. Физики избегают вопросов о неподвижном объекте и непреодолимой силе, и это то, что вы задаете.
Я не согласен с возражением Дэвида. Ваш вопрос спрашивает, как выглядит геодезическая для тела, движущегося с некоторой скоростью относительно сопутствующей системы отсчета, и это кажется мне совершенно разумным вопросом и довольно интересным.
@JohnRennie Не могли бы вы отредактировать вопрос, чтобы сделать формулировку более подходящей и точной, отражая то, что вы прокомментировали выше?
МХУС: Я попытался изменить формулировку, чтобы сохранить дух вашего вопроса, но это довольно радикальное изменение. Если вам не нравится мое редактирование, пожалуйста, откатите его.
@JohnRennie: Большое спасибо за ваше редактирование. Надеюсь, ваша поправка вызовет разумный ответ.

Ответы (1)

Насчет прямой - да. Все объекты будут продолжать двигаться по геодезическим (прямая линия в искривленном пространстве, но иногда и кривая линия в прямолинейном пространстве), если на них не действуют внешние силы. Если только под разной скоростью вы не подразумеваете, что направление не является полностью радиальным по отношению к нам. В этом случае расширение приведет к тому, что путь объекта будет казаться «изгибающимся» в сторону от нас, но это все равно будет геодезической для объекта.

Что касается того, как далеко он уйдет, это зависит от вашего измерения расстояния. На правильном расстоянии (расстоянии, которое вы измерили бы линейкой) объект может уйти бесконечно далеко, если вы ждете бесконечное количество времени. Нет предела правильному расстоянию. Существует также так называемое сопутствующее расстояние, которое учитывает расширение Вселенной. Две точки, которые отдаляются друг от друга только потому, что Вселенная расширяется, остаются на одном и том же расстоянии друг от друга в сопутствующих координатах. В этой мере расстояния существует фиксированное расстояние, на которое может попасть объект. На изображении ниже показано максимальное сопутствующее расстояние, которое мы можем достичь при разных скоростях.

введите описание изображения здесь

Синие, фиолетовые, зеленые и черные линии соответствуют 0,5с, 0,8с, 0,99с и с соответственно.

Сегодня сопутствующее расстояние равно правильному расстоянию. Таким образом, расстояния, которые вы видите на этом графике, по сути, являются максимальными сегодняшними расстояниями, которые вы могли бы преодолеть (даже если фактическое пройденное расстояние было бы значительно больше). Все, что находится за пределами этих расстояний, недостижимо с того места, где мы сейчас находимся. Всему, что находится на таких расстояниях, потребуется 70 миллиардов лет, чтобы достичь заданных скоростей.

Итак, вы видите, объект будет двигаться по геодезическому пути, и линейка будет измерять его перемещение на неограниченное расстояние, но есть предел тому, как далеко что-то может двигаться по сопутствующей шкале. И это самое полезное, что нужно знать.

Просто предостережение: сопутствующее расстояние до места — это правильное расстояние до этого места СЕГОДНЯ, но это не правильное расстояние, на котором вы будете от дома, когда туда доберетесь. То, что является предельным расстоянием этой черной линии, на самом деле является расстоянием до космологического горизонта сегодня.
Предполагает ли этот график текущую постоянную Хаббла, но без ускорения?
@CuriousOne Существует ускоренное расширение, но оно предполагает постоянную постоянную Хаббла.
Какое расстояние может пройти предмет по прямой?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v