Космологическое красное смещение. Откуда мы знаем, что оно не вызвано замедлением времени наблюдателя?

Вместо космологического красного смещения, вызванного метрическим расширением пространства, почему космологическое красное смещение не может быть вызвано тем, что наша перспектива движется быстрее во времени? Другими словами, если наблюдатель движется во времени быстрее, чем источник излучения, не может ли это замедление времени быть объяснением космологического красного смещения? Вместо метрического расширения пространства почему бы не "космического замедления времени"?

Насколько мне известно, в физике нет физического механизма, объясняющего, как метрическое расширение может вызвать красное смещение. Похоже, мы предполагаем, что метрическое расширение может вызвать красное смещение без какой-либо лежащей в основе физики или тестирования.

В качестве альтернативы, красное смещение, вызванное замедлением времени, хорошо проверено, доказано и понятно. Это то, с чем мы можем играть здесь, на Земле.

Разве предположение, что космологическое красное смещение вызвано тем, что наблюдатель движется во времени быстрее, чем источник излучения в прошлом, имеет больше смысла, чем метрическое расширение пространства, вызывающее космологическое красное смещение?

Конечно, при измерении красного смещения от удаленных источников необходимо учитывать эффекты Доплера и гравитации. Я не об этом спрашиваю.

Редактировать: мне, вероятно, нужна помощь по математике или указатель на лучший пример для игры.

При постоянной Хаббла 71.9световой год расширяется примерно 7,3483 × 10 − 11   % в год . Галактика Вертушка находится на расстоянии 20,87 миллиона световых лет от нас. Если я непрерывно смещаю галактику Вертушка за счет расширения пространства, я получаю красное смещение 0,00153, используя это уравнение:

г "=" 1 − е ( 7,3483 × 10 − 11 ) ( 2.087 × 10 7 )  

Галактика вертушка имеет измеренное красное смещение 0,000804 .

Есть ли уравнение, которое дает лучший результат без магических значений для г или реальный пример с известными значениями, которые работают?

Что вы подразумеваете под «космологическим красным смещением» здесь? Если просто все показывает одно и то же красное смещение на заданном расстоянии, и если это вызвано замедлением времени, не означает ли это, что все удаляется с одинаковой скоростью (и мы возвращаемся к космологическому красному смещению)?
Как вы думаете, что может вызвать такое замедление времени? И почему он меняется со временем?
@Allure Космологическое красное смещение - это красное смещение, вызванное метрическим расширением пространства. Космологическое красное смещение является дополнительным красным смещением после учета эффектов Доплера и гравитации. Все удаляющееся было бы красным смещением Доплера.
@ Роб Джеффрис Я бы не знал причину, но если бы что-то подобное было реальным, я бы подумал, можно ли найти ответы в постоянной Хаббла, космологической постоянной и темной энергии.
@Zamicol, но метрическое расширение пространства также можно интерпретировать как доплеровское красное смещение, не так ли?
Интегрированный эффект Сакса-Вульфа указывает на объяснение расширения Вселенной (как и другие подтверждающие космологические наблюдения — реликтовое излучение, первичное изобилие, реионизация, эволюция галактик), поэтому спекулятивные сценарии должны объяснять все эти вещи, чтобы их можно было воспринимать всерьез.
@Allure, я думаю, ты только что устранил мое недоразумение. Вы хотите сказать, что наблюдаемое космологическое красное смещение галактики равно скорости, с которой наблюдатель удаляется от источника?
@Zamicol Я недостаточно уверен, чтобы написать ответ, но я понимаю, что да: когда пространство расширяется, удаленные объекты также удаляются со скоростью, которая увеличивается с расстоянием. Следовательно, космологическое красное смещение также можно интерпретировать как доплеровское красное смещение. astronomy.stackexchange.com/questions/33392/… может иметь значение.
@Allure Я думаю, что этот ответ указывает мне на мое первоначальное понимание: «Космологическое красное смещение не имеет ничего общего со скоростью излучателя и наблюдателя по отношению друг к другу. Вот почему это не доплеровский сдвиг» и «скорость рецессии не вызвать доплеровское красное смещение».
Галактика Вертушка находится недостаточно далеко, чтобы с уверенностью приписать ее красное смещение космологическому расширению. Его красное смещение эквивалентно скорости всего 240 км/с, но пекулярные движения галактик могут составлять от 100 до 1000 км/с, в зависимости от их окружения. Я все равно не понимаю твоего редактирования. Закон Хаббла дает г ∼ в / с "=" ЧАС 0 д / с "=" 0,0016 , который просто иллюстрирует то, что я сказал выше.

Ответы (1)

Причина, по которой мы думаем, что космологическое красное смещение вызвано метрическим расширением пространства, заключается в том, что 1) существует хорошо известный физический механизм, который может вызвать этот эффект, и 2) что этот механизм является предсказанием хорошо установленного и тщательно проверенная теория, а именно общая теория относительности.

Рассматриваемый физический механизм может быть реализован при рассмотрении распространения луча света, движущегося по нулевой геодезической, в метрике Фридмана-Робертсона-Уокера, описывающей расширяющееся пространство (см. вывод, например, Watson 2000 ) . Это математический результат, но он основан на физике и проверен экспериментально.

С другой стороны, не существует известного механизма, который заставлял бы время ускоряться по мере эволюции Вселенной. Более того, даже если бы это было так, это привело бы только к тому, что фотоны попадали бы в нашу систему отсчета реже (по сравнению с фотонами, прибывающими от локального объекта), но это не уменьшило бы энергию отдельных фотонов (если только они каким-то образом не продолжали колебаться в своей системе отсчета). исходную частоту, даже если войти в систему отсчета, где время идет быстрее).

Но в некотором смысле вы правы в том, что наше время идет быстрее, чем время далеких объектов: в нашей системе отсчета их время в несколько раз медленнее. ( 1 + г ) , где г наблюдаемое красное смещение. Например, яркость сверхновой, наблюдаемой на г "=" 1 снижается в два раза медленнее, чем «местный», г "=" 0 сверхновая. Этот эффект хорошо известен и «вдобавок» к красному смещению в том смысле, что поток, получаемый на Земле, разбавляется ( 1 "=" г ) фактором от красного смещения и ( 1 "=" г ) фактор из-за фотонов, прибывающих с меньшей скоростью.

Позвольте мне посмотреть, имею ли я право на это: «Если бы существовал [механизм, который заставлял бы время ускоряться по мере развития Вселенной], это заставляло бы фотоны прибывать в нашу систему отсчета реже, и у отдельных фотонов было бы меньше энергии . "
@Zamicol Ах, извините, я хотел написать «это не уменьшит энергию отдельных фотонов».
@Zamicol Но будет ли это уменьшать энергию фотонов или нет, зависит, я полагаю, от механизма, вызывающего это ускорение времени. Если фотоны начнут колебаться быстрее по мере того, как они попадают в область, где время идет быстрее, то суммарный эффект отменяется. Но если бы они продолжали колебаться на своей исходной частоте, то в нашей системе отсчета мы бы измеряли, что они колеблются медленнее, т.е. потеряли энергию. Я исправил опечатку и немного добавил.
Пожалуйста, смотрите мое редактирование.
@Zamicol Хм… ваше редактирование на самом деле не меняет мой ответ. Вы допустили ошибку в расчетах и ​​предположили, что закон Хаббла точен на малых расстояниях, а это не так. На таком маленьком расстоянии, г примерно будет _ в / с "=" ЧАС 0 д / с "=" 0,0053 (который, я думаю, ваш первый расчет оказывается правильным, потому что разложение Тейлора первого порядка е Икс является 1 + Икс ), но измеренное красное смещение несколько отличается, но связано с особым движением галактики, т. е. движением в пространстве, которое является дополнением к скорости удаления из-за расширения пространства.
Coslogy.lbl.gov/talks/Kaiser_16_RPM.pdf Интересен вывод Ника Кайзера: «все красные смещения могут (и должны) считаться доплеровскими». У него также есть механическое объяснение: возрастающие красные смещения — это доплеровские смещения. По сути, забудьте о «космологическом» красном смещении. Это все кинематика.
@Zamicol В бесконечно малом масштабе вы можете рассматривать космологическое красное смещение как интеграл бесконечно многих доплеровских сдвигов между бесконечно мало разделенными инерциальными кадрами. Но я не думаю, что он прав, когда говорит «должно быть»; Я думаю, вы можете интерпретировать красное смещение двумя способами. Однако это другое обсуждение, не связанное с вашей гипотезой об ускорении времени.
Космологическое красное смещение. Откуда мы знаем, что оно не вызвано замедлением времени наблюдателя?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v