Итак, я только что узнал, что красное смещение реликтового излучения равно 1100 независимо от того, куда мы смотрим (вверх вниз, влево, вправо). Согласно закону Хаббла, она находится на расстоянии около 46 миллиардов световых лет, что делает ее самой удаленной от нас материей. Если красное смещение реликтового излучения одинаково независимо от того, в каком направлении мы смотрим, то как это может быть, если мы не находимся в центре Вселенной?
В то время, когда Вселенной было ~380 000 лет, она была полностью заполнена плазмой и светом. Свет мог перемещаться только на очень короткие расстояния (я забыл подробности, но думаю, максимум пару метров), прежде чем был поглощен. Таким образом, вся вселенная была туманом, и если бы вы были там и в 10 метрах перед вами был объект, вы не могли бы его увидеть, потому что весь свет, который он излучал или отражал, был бы повторно поглощен до того, как достиг ваших глаз. Следует иметь в виду две вещи: 1) Этот туман исчез во всей вселенной одновременно (плюс-минус какое-то время, но фактически одновременно); в тот же момент времени после Большого взрыва, через 380 000 лет после Большого взрыва, туман рассеялся за счет рекомбинации. И 2) Свету требуется время для путешествия.
Допустим, вы сидите в заполненной туманом вселенной за несколько секунд до того, как произойдет рекомбинация. Свет проходит около 1 фута за наносекунду. Итак, если бы туман рассеялся, а в 10 футах от вас был бы уличный фонарь, вы бы не получили первый свет от этого фонаря в течение 10 наносекунд. Весь свет, излучаемый лампой до рекомбинации, просто реабсорбировался, но после рекомбинации первым фотонам, покинувшим лампу, уже не с чем столкнуться, поэтому они продолжают свой путь, пока не попадут вам в глаза. Уличный фонарь на расстоянии 20 футов не будет виден в течение 20 наносекунд после рекомбинации. Свет самой плазмы фактически является уличным фонарем в любом месте в пространстве, поэтому из-за двух фактов, приведенных выше, вы увидите последовательно более дальние уличные фонари в оболочке с центром на вас.
После произошла рекомбинация и вся Вселенная стала прозрачной. Туман рассеялся, но чем дальше вы смотрите, тем дальше назад во времени вы смотрите, так что вы можете видеть только то, что было тогда, когда туман существовал, и самое дальнее, что вы можете увидеть, это сам туман. Через 13,8 миллиардов лет вы можете видеть всю оболочку радиусом 13,8 миллиардов световых лет вокруг вас (пока игнорируйте расширение Вселенной), и то, что вы видите, — это свет плазмы (туман), который заполнял Вселенная 13,8 миллиардов лет назад, реликтовое излучение.
Этот сценарий тот же, если Вселенная бесконечна в размерах. Мы не центр вселенной, мы просто центр наблюдаемой вселенной, как и все остальные. Инопланетяне, смотрящие в сторону Земли, но находящиеся в текущем местоположении края реликтового излучения в каком-то направлении, не увидят Землю, они увидят последний свет самого реликтового излучения в нашем местоположении, когда оно было испущено 13,8 миллиарда лет назад; мы край их наблюдаемой вселенной.
Мы находимся в центре наблюдаемой Вселенной, но это потому, что все (при наблюдении на очень больших расстояниях) расширяется от всего остального, поэтому мы находимся в центре того, что наблюдаем.
Сферическая форма наблюдаемой Вселенной на самом деле является оптической иллюзией в сочетании с крупномасштабным расширением Вселенной. Мы просто не можем видеть ничего, что явно удаляется со скоростью (близкой к) скорости света, поэтому все, что находится за пределами определенного диапазона, находится за пределами нашего поля зрения.
Настоящая Вселенная — ну, она, вероятно, намного больше, чем наблюдаемая Вселенная. Какой он формы, и какие условия в других регионах, мы пока можем только догадываться.
(Сейчас мне надо лечь, голова начинает кружиться.)
В каком-то смысле можно утверждать, что мы являемся центром вселенной. С нашей точки зрения, это так. На самом деле любая другая точка зрения имеет право утверждать, что они являются центром Вселенной, потому что красное смещение всегда одинаково, независимо от того, где вы находитесь во Вселенной.
Итак, представьте, что вы наблюдаете красное смещение другой галактики. Представьте, что за первой находится галактика, которая находится ровно в два раза дальше от Земли. Теперь с Земли эта галактика кажется более красной (я знаю, что галактика на переднем плане мешает обзору, но только теоретически).
( far galaxy (redder)
)
( close galaxy (red)
)
O Earth (observer)
Если бы вы жили в более близкой галактике, вы бы наблюдали красное смещение Земли на ту же величину, на которую наблюдатель на Земле увидел бы вас с красным смещением. Это кажется логичным. Интересно, однако, что далекая галактика не будет смещена в красную сторону на такую же величину, как при наблюдении с Земли. На самом деле красное смещение Земли и второй галактики будет точно таким же, если смотреть из галактики между ними.
( far galaxy (red)
)
( close galaxy (observer)
)
O Earth (red)
Это потому, что все точки во Вселенной удаляются друг от друга, а не только все точки удаляются от одной точки.
Возможно, вы слышали эту аналогию раньше, но если вы нарисуете точки на воздушном шаре и взорвете его, они будут вести себя точно так же, как удаляющиеся друг от друга галактики. Независимо от того, какую точку вы наблюдаете, все точки кажутся удаляющимися от нее.
Поэтому, хотя это может быть не совсем точным с космологической точки зрения, вы можете представить себе галактики как точки на воздушном шаре, а воздушный шар — как ткань пространства.
отт--
Говард Миллер