Может ли сфера Хаббла когда-либо простираться за космический горизонт событий?

Я изо всех сил пытаюсь согласовать объем Хаббла с идеей космического горизонта событий .

Насколько я понимаю, объем Хаббла со временем увеличивается, потому что постоянная Хаббла уменьшается. Это должно позволить фотонам, излучаемым в сверхсветовых областях, войти в объем Хаббла и стать досветовыми.

Космический горизонт событий, насколько я понимаю, — это точка, в которой любой свет, излучаемый за пределы космического горизонта событий, никогда не достигнет Земли.

Итак, может ли галактика излучать свет, который может достичь нас, но затем пройти за космический горизонт событий, так что любой свет, который она излучает после этой точки, никогда не достигнет нас? И если объем Хаббла увеличивается в диаметре, почему он не может догнать космический горизонт событий, позволяя свету в этой области теперь путешествовать субсветовым светом?

В частности, об объектах, движущихся в горизонте и за его пределами, этот или другие материалы тех же авторов должны быть тем, что вы ищете. arxiv.org/abs/astro-ph/0310808

Ответы (1)

Нет, сфера Хаббла никогда не может простираться за космический горизонт событий; он может только асимптотически приблизиться к нему.

Сфера Хаббла — это область, в которой галактики (и другие объекты) удаляются от нас медленнее скорости света. Горизонт событий — это область, за пределами которой свет не может достичь нас. Если бы сфера Хаббла простиралась за горизонт событий, это означало бы, что в пространстве-времени существует область, которая удаляется субсветово , но которую мы никогда не сможем увидеть. Но мы всегда были и всегда будем способны видеть свет из подсознательных областей.

Однако галактика может пересечь горизонт событий, так что она больше не сможет излучать свет, который мы можем видеть. Легче всего это увидеть в сопутствующих координатах, т.е. координатах, которые расширяются вместе со Вселенной. В этих координатах галактики имеют фиксированное положение, но горизонт событий всегда сужается.

На диаграмме пространства-времени ниже вы видите время как функцию сопутствующих координат. Мы там, где пересекаются синие линии. Желтая область — это часть пространства-времени, из которой мы можем получить сигнал, ограниченный горизонтом событий (оранжевый) и медленно приближающийся к сфере Хаббла (фиолетовый). Галактики в фиксированных координатах следуют линиям, параллельным черной пунктирной линии, и, следовательно, могут в конечном итоге пересечь горизонт.

Например, сегодня расстояние до горизонта составляет 16,5 Глира. Галактика на таком расстоянии может излучать фотон сейчас , который мы можем обнаружить в почти бесконечно далеком будущем, с красным смещением до экстремального радиорежима.

Но завтра будет слишком поздно.

пространство-время

Большое спасибо за объяснение! Это имеет большой смысл. Значит ли это, что приведенный выше график предполагает ускорение Вселенной, потому что радиус сферы Хаббла уменьшается? А при t=бесконечности все, что не находится в непосредственной близости от нас, минует сферу Хаббла и космический горизонт событий?
Кроме того, как определить, где сегодня находится горизонт событий? Является ли это границей, где галактики удаляются так быстро, что фотон, испускаемый одной из галактик, никогда не может быть перехвачен сферой Хаббла?
@Matthew Да, диаграмма пространства-времени основана на наборе космологических параметров; здесь я использовал значения Planck 2016 , где темная энергия берет верх около t ~ 10 млрд лет, что приводит к уменьшению радиуса Хаббла. Но помните, что это сопутствующие координаты; в физической координате она не уменьшается, но асимптотически приближается к ~ 17 Глир, так что на самом деле это не «непосредственная близость» (однако, если темная энергия имеет эволюционирующее уравнение состояния, это может измениться так, что сфера Хаббла уменьшится до r → 0, разрывая галактики, звезды, планеты и, в конечном итоге, атомы в Большом Разрыве).
И да, Горизонт Событий отделяет часть пространства- времени , из которой мы можем получить сигнал, от части, где мы не можем его получить . Это также зависит от космологии; например, во Вселенной без темной энергии нет области, которую мы в конечном итоге не сможем увидеть, если просто подождем достаточно долго (теоретически; на практике достаточно удаленные галактики будут слишком слабыми и слишком смещенными в красную сторону).
Это интересный и часто неправильно понимаемый факт, что во все времена расстояние до ЕН больше, чем до сферы Хаббла (хотя они приближаются друг к другу), а это означает, что всегда будут галактики, удаляющиеся быстрее скорости света, которая может еще можно увидеть. Например, сегодня d(EH) = 16,5 Глир, а d(Hub) = 14,4 Глир. Таким образом, все галактики в оболочке между 14,4 и 16,5 Глира в настоящее время удаляются со сверхсветовой скоростью, но мы все еще можем однажды увидеть свет, который они излучают сегодня .
Может ли сфера Хаббла когда-либо простираться за космический горизонт событий?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 3v