Откуда мы знаем наверняка, что пространство расширяется?

Откуда мы знаем наверняка, что пространство расширяется?

Предположим, что в 1950 году мы наблюдаем, что галактика 1 находится на расстоянии 5 миллиардов световых лет от нас, а галактика 2 — на расстоянии 10 миллиардов световых лет от нас, в результате чего обе галактики находятся на расстоянии 5 миллиардов световых лет друг от друга. Затем в 2013 году мы наблюдаем, что теперь они находятся на расстоянии 7 миллиардов световых лет друг от друга, поэтому мы делаем вывод, что пространство расширяется.

Мы видим, что галактики удаляются друг от друга, но как это доказывает, что пространство расширяется? Может ли эта иллюзия расширения пространства быть просто результатом чего-то большего по массе, оттягивающего более далекую галактику 2 от галактики 1? Эта большая масса может ускорять скорость галактики 2 быстрее, чем она ускоряет скорость галактики 1.

В этой последней части см. Dark Flow и Great Attractor.
Относительно второго абзаца нет необходимости постулировать существование гравитационных сил. Простые космологические модели однородны и изотропны, поэтому по симметрии любая такая сила должна исчезнуть. На самом деле ОТО даже не описывает гравитацию как силу. У вас могут быть приливные эффекты, но они также исчезают из-за изотропии и однородности.
Мы не только не знаем, что он расширяется: общепризнано, что это не так, как объясняется в моем ответе на physics.stackexchange.com/questions/534592/… .

Ответы (3)

Расширение Вселенной не основано на наблюдении за одной или двумя удаляющимися от нас галактиками. В основном все звезды и галактики, которые мы наблюдали, похоже, следуют схеме, известной как закон Хаббла , т. е. чем дальше они находятся, тем быстрее они удаляются от нас. Конечно, при наблюдении за одной галактикой может быть какой-то неизвестный локальный эффект, но маловероятно, что такое объяснение будет для каждой отдельной галактики. Имеются также дополнительные доказательства расширяющейся Вселенной .

Хаббл заметил, что скорость всех объектов пропорциональна их расстоянию. Что это значит?
@SSpoke Это означает, что либо все расширяется равномерно, как мы думаем, либо Земля находится в центре вселенной, и что за самыми далекими галактиками есть невидимые глыбы материи, утягивающие все от нас в космическом заговоре, чтобы имитировать расширение пространства, как видно только с нашей точки зрения.

Откуда мы знаем наверняка, что пространство расширяется? Ответ заключается в том, что мы не делаем. Расширение пространства — это лишь одно из возможных словесных описаний космологических моделей. Общая теория относительности не дает никакого способа однозначного описания скорости объекта А относительно удаленного объекта Б. Это чисто педагогический вопрос, описывать ли ее так или иначе. Некоторые люди, например Фрэнсис и др., считают, что с педагогической точки зрения лучше описывать пространство как расширяющееся, в то время как другие, такие как Банн и Хогг, придерживаются противоположного мнения. Все, что мы можем сказать в качестве эмпирически проверяемого факта, это то, что расстояние между А и В увеличивается с течением времени. Тот факт, что Фрэнсис не согласен с Банном, означает не научный спор, а только педагогический.

Фрэнсис и др., «Расширяющееся пространство: корень всех зол?», http://arxiv.org/abs/0707.0380v1 .

Е. Ф. Банн и Д. В. Хогг, «Кинематическое происхождение космологического красного смещения», Американский журнал физики, Vol. 77, № 8, стр. 694, август 2009 г., http://arxiv.org/abs/0808.1081v2

На самом деле, предложение об этом «расширении Вселенной» восходит почти к столетию, когда Фридман пытался объяснить предсказание ОТО о нестационарной Вселенной. Затем это доказали наблюдения Хаббла за далекими звездами. Закон Хаббла определяет скорость расширения Вселенной. в "=" ЧАС г как сказано, где ЧАС — его постоянная, скорректированная с 72 до 69 км/с на Мпк по результатам Планка. Хотя значение кажется большим в нормальных масштабах, оно очень мало. Вселенная, взятая в целом (или хотя бы в масштабах Мегапарсеков) - этот фактор пренебрежимо мал. Как расстояние г увеличивается, скорость (с которой он удаляется) увеличивается. Итак, чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она движется. Вот и все...

Ваше предположение очень ошибочно. Мы не говорим, что две галактики удаляются друг от друга, пока мы сидим и наблюдаем. Вместо этого они движутся относительно друг друга . Все небесные объекты удаляются от вас с одинаковой скоростью (в зависимости от того, насколько они далеко или близко). У этого расширения нет центра. Расширение одинаковое, откуда ни глянь. Любое место во Вселенной может быть центром (что трудно предположить). Например, нашу Землю можно считать центром.

Следовательно, вашему второму абзацу противоречит неправильное предположение...

Я думаю, что я пытаюсь выяснить, движутся ли галактики все быстрее и быстрее с реальной скоростью в пространстве или они только удаляются друг от друга. Если что-то увеличивает их скорость, а это может сделать только такая сила, как гравитация, вот почему у меня возникла идея, что что-то притягивает их почти так же, как гравитация притягивает вещи. Если бы пространство только расширялось, скорость галактик должна была бы оставаться неизменной, только расстояние между ними должно было бы увеличиваться.
@SSpoke: Ааа... Я понимаю. Чем дальше галактики, тем больше их скорость со временем. Итак, да , Вселенная ускоряется из-за присутствия некоторой косвенно наблюдаемой константы, называемой темной энергией. Эта темная энергия взаимодействует с гравитацией, тем самым ускоряя расширение Вселенной. В ОТО это называется космологической постоянной . Ускорение настолько незначительно, что его можно наблюдать для более дальних галактик относительно более близких ;-)
Я могу понять, как можно наблюдать, как два объекта удаляются друг от друга, но я не думаю, что есть возможный способ выяснить, увеличивается ли скорость объектов, с которой они путешествуют в пространстве. Но мы должны предположить, что они увеличивают скорость, иначе они не удалялись бы друг от друга. Пространство может расширяться сколько угодно, но если объекты не ускоряются, они не удаляются друг от друга, пространство просто расширяется вокруг них.
@SSpoke: Если вы не можете понять, как мы измеряем, что объекты постоянно удаляются от нас, взгляните на Redshift . И вы делаете правильно. Да... Увеличение скорости объектов во всех направлениях (мы смотрим наружу) просто подразумевает расширение Вселенной ;-)
Темную энергию, распространяющуюся вокруг объекта, немного легче визуализировать. Я думаю, поскольку темная энергия расширяется вокруг каждого отдельного объекта в космосе, она все раздвигает. Суть в том, что это энергия, поэтому она способна воздействовать на массу. Пустое пространство без гравитации не может воздействовать на массу, поэтому говорить, что пространство расширяется, бессмысленно. Проще предположить, что пространство бесконечно, а объекты просто удаляются друг от друга из-за темной энергии, раздвигающей их в пространстве.
@SSpoke: Ну, мы не знаем, является ли эта темная энергия единственной причиной расширения Вселенной. Как встроенное свойство пространства, оно взаимодействует с гравитацией, которая заставляет пространство расширяться. Есть много хороших статей, объясняющих это удивительное свойство темной энергии. Возьмем, к примеру, статью НАСА . Я выхожу ;-)
Откуда мы знаем наверняка, что пространство расширяется?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v