Поскольку микроволновое фоновое излучение появилось раньше звезд, не должны ли все существующие звезды (при наличии достаточного оборудования) быть видимыми?

Обычно говорят, что из-за быстрого расширения Вселенной могут существовать объекты (такие как звезды), которые могут оказаться за пределами нашего поля зрения, учитывая конечную скорость света. Поскольку возможно, что пространство расширяется быстрее скорости света, это имеет смысл. Но если мы можем видеть микроволновое фоновое излучение (MBR) в любом направлении, в котором мы смотрим, и если MBR относится к эпохе, предшествующей созданию звезд, когда мы видим MBR, мы видим что-то, что существовало до создания звезд. Мы видим нечто, что старше и дальше звезд. Если мы можем видеть ЭТО, то не должны ли мы видеть все звезды, которые пришли после него, потому что они были бы моложе и ближе?

Космический микроволновый фон — это смещенный в красную сторону свет, излучаемый последней рассеивающей поверхностью . Мы видим все звезды в этой области, но это не обязательно все звезды во Вселенной. См., например, Может ли наблюдаемая Вселенная быть больше, чем Вселенная? Или вы явно имеете в виду только звезды в пределах наблюдаемой Вселенной?
«Мы видим нечто, что старше и дальше звезд». -- Раньше , чем звезды, но не дальше. Реликтовое излучение производилось повсюду: в пространстве за видимыми звездами, в пространстве между видимыми звездами и в пространстве между нами и этими звездами. (Примечание: во время образования реликтового излучения видимых звезд не было. Но ранняя версия всего этого пространства была там.) В то время реликтовое излучение было больше похоже на туман, заполняющий все пространство.

Ответы (6)

введите описание изображения здесь

Схема должна пояснить. Он качественный и использует пространственные и временные координаты, выбранные таким образом, чтобы лучи света были диагональными для простоты. Таким образом, он не показывает непосредственно расширение Вселенной.

Зеленая линия — это наш световой конус прошлого. Обратите внимание, что мы видим в небе то, что находится на нем (а не внутри него). Конечно, пространство является трехмерным (а не одномерным), поэтому мы можем видеть за звездами, глядя между ними, но реликтовое излучение было испущено повсюду, поэтому мы не можем видеть ничего, кроме этого.

Диаграмма показывает, что есть звезды, которые мы не можем видеть, потому что они слишком далеко, чтобы их свет достиг нас.

Диаграмма игнорирует расширение Вселенной, не так ли? Разве световой конус или временные шкалы звезд не должны искривляться из-за расширения?
@PaŭloEbermann Я могу выбрать сопутствующую пространственную координату, чтобы звезды казались неподвижными, а затем выбрать временную координату, чтобы световые конусы выглядели прямыми.
@PaŭloEbermann Это достигается за счет использования так называемого конформного времени. η как вертикальная координата. Этот выбор делает всю метрику пространства-времени растянутой на коэффициент масштабирования, а не только пространственные координаты,
д с 2 "=" а ( η ) 2 ( − д η 2 + д Икс 2 + д у 2 + д г 2 ) .
Хотя метрика не является плоской из-за эволюции коэффициента масштабирования, ваши пространственные и временные координаты в некотором смысле равны. Компромисс в том, что это не правильное время, измеренное движущимся наблюдателем.
Эта диаграмма очень хороша, я не видел ее раньше. Но на этой диаграмме звезды могут попасть только в конус видимости, за исключением случаев, когда они умирают. Я понял, что далекие галактики тоже могут удаляться за пределы видимой вселенной из-за расширения пространства, так что мы их больше не видим. (Или, скорее, в принципе можем, но не позже определенного момента в их истории.) Нужна ли будет другая диаграмма, чтобы показать это, или есть способ увидеть это, правильно интерпретировав эту?
@ Натаниэль Так не бывает. См . здесь : «наблюдаемая Вселенная всегда увеличивается в размерах, и ни одна галактика, видимая сегодня, никогда не покинет наблюдаемую Вселенную, независимо от ее скорости». Противоположное впечатление могли произвести популярные статьи, упомянутые в этом ответе .
@nanoman Я согласен с цитатой, хотя предостережение Натаниэля о том, что «не далее определенного момента в их истории», имеет большое значение. В стандарте Λ CDM, конформное время Вселенной будет конечным, и, следовательно, точка, представляющая нас, поднимается на диаграмме только на фиксированную величину. В то время как мировая линия видимой в настоящее время звезды всегда будет пересекать световой конус нашего прошлого, и поэтому мы всегда будем ее видеть, тогда в истории этой звезды есть максимальное фиксированное время, до которого мы можем наблюдать ее развитие.
@nanoman И когда это происходит, свет, который мы получаем от звезды, хотя в принципе всегда виден, бесконечно смещается в красную сторону, пока не станет практически невидимым. Так и должно быть, поскольку за наш бесконечный (в нашем собственном времени) период наблюдения мы видим только до предельного момента в эволюции звезды, до которого она излучала только конечное количество энергии.
Обратите внимание, что в принципе мы можем видеть (= наблюдать в телескоп) только то, что лежит на зеленых линиях. За исключением нескольких случаев, когда гравитационное линзирование увеличивает длину пути, чтобы вы могли видеть то, что находится внутри светового конуса прошлого.
@jawheele спасибо, ваш первый комментарий о том, что вертикальная ось конечна на диаграмме, точно отвечает на мой вопрос. Очень интересно!

Во-первых, см. Большой взрыв произошел в какой-то момент? . Как это объясняется, Большой взрыв не произошел в какой-то момент. Это произошло везде одновременно.

Микроволновое фоновое излучение было излучением черного тела, которое испускала очень горячая Вселенная, когда она достаточно остыла, чтобы стать прозрачной. Он излучался повсюду, как повсюду была материя, которая позже стала звездами. С тех пор Вселенная расширилась, и длина волны растянулась до микроволнового диапазона.

Точно так же, как есть звезды, настолько далекие, что их свет не достиг нас, существует микроволновое фоновое излучение из регионов, настолько далеких, что оно еще не достигло нас.

Они говорят, что аномалии часто указывают на то, что ваша теория в каком-то смысле неполна, и я думаю, что именно так обстоит дело со мной и с этим реликтовым излучением. Я всегда думал о Вселенной как о расширяющейся сфере с реликтовым излучением как о том, что находится на внутренней границе. Я возвращаюсь к основам пространства и времени и смотрю, смогу ли я разобраться в этом. Я просто надеюсь, что не наткнусь на фундаментальную стену, как я (и другие) сделал с феноменом двойной щели. Эйнштейн считал, что космос постижим, так что это обнадеживающий знак.
Я бы рекомендовал следующее предложение в вашем первом абзаце: «Большой взрыв не произошел в одной точке. Он произошел везде и во всех точках». Отсюда ясно, что «точка», которая взорвалась и сформировала нашу наблюдаемую Вселенную, была погружена в бесконечную область, возможно, бесконечной плотности, а точки, удаленные от «нашей точки», теперь являются частью ненаблюдаемой Вселенной. Многие космологи предпочитают эту версию «чрезвычайно высокой плотности» объяснению «одной точки», хотя это правда, что мы ничего не можем сказать об этих других точках, все ли они взорвались «в то же время», что и наша.

Выдающиеся факты заключаются в том, что реликтовое излучение испускалось почти изотропно отовсюду во Вселенной. Реликтовое излучение, которое мы видим сегодня, пришло из областей, которые в настоящее время находятся на расстоянии 45 миллиардов световых лет (благодаря универсальному расширению). Реликтовое излучение, которое мы видели вчера, пришло из областей, которые были ближе, чем реликтовое излучение, которое мы увидим завтра.

Звезды родились после образования реликтового излучения, и мы думаем, что это произошло однородно во всей Вселенной. Самые старые звезды, которые мы можем видеть, находятся в нашей собственной Галактике, и им около 13 миллиардов лет. Когда мы смотрим в далекую вселенную, мы видим другие примеры этих звезд в далеких галактиках, какими они были в прошлом. Когда мы смотрим вдаль, на регионы, которые приближаются к нынешнему расстоянию реликтового излучения в 45 миллиардов световых лет, мы получаем возможность стать свидетелями рождения этих очень старых галактических звезд, но в другом месте.

Однако помимо них будут звезды. Мы сможем наблюдать за ними в будущем. В это будущее реликтовое излучение все еще будет исходить из областей, которые находятся дальше, чем те, где мы видим звезды.

Причиной путаницы, которая приводит к этому вопросу, является парадокс Андромеды ( https://en.wikipedia.org/wiki/Rietdijk–Putnam_argument ): то есть, как выразился Дэвид Мермин в книге «Это о времени» (Princeton University Press, Princeton, 2005):

«То, что одновременности отдаленных событий нельзя придать никакого внутреннего значения, является единственным наиболее важным уроком, который следует извлечь из теории относительности».

Это означает, что реликтовое излучение, которое мы обнаружим завтра , еще не обязательно произошло... оно действительно зависит от системы отсчета. Здесь, сейчас есть кадры, в которых его излучение еще в будущем.

В системе отсчета, которая (локально) стационарна по отношению к реликтовому излучению или потоку Хаббла, это произошло 13,79... миллиардов лет назад, и с тех пор газ продолжал формировать галактики и звезды, что мы можем или не можем см., в зависимости от Космического Горизонта Событий.

Есть много объектов, которые можно увидеть далеко, включая галактики. Ответ на ваш вопрос указан в вашем вопросе. Космический микроволновый фон намного старше звезд и движется в нашем направлении намного дольше, чем свет от звезд. Даже в то время, когда наше солнце родилось, мы уже могли заглянуть в далекое прошлое из реликтового излучения.

На самом деле вы можете увидеть все звезды, возникшие после «создания» CMBR. То есть все звезды, которые не лежат за горизонтом видимой Вселенной. Реликтовое излучение, которое мы видим сегодня, возникло до рождения самых далеких звезд, которые мы можем видеть.
Тогда почему длина волны реликтового излучения не растягивается до бесконечности, как длина волны излучения, исходящего от звезд на горизонте? Потому что реликтовое излучение возникло на сферической поверхности, для нас находящейся перед поверхностью горизонта. Все видимые звезды тоже лежат перед этим горизонтом. Напишите нам.
Реликтовое излучение возникло по всей Вселенной. Наблюдатели далеко за горизонтом увидят то же самое реликтовое излучение. Ну, не в том смысле, что они получают одни и те же фотоны, но форма реликтового излучения одинакова, т. е. если предположить, что реликтовое излучение одинаково во всей Вселенной.
Звезды, конечно, могут находиться за горизонтом. Для людей далеко за горизонтом существует та самая сферическая поверхность, из которой возникло реликтовое излучение. Для них эта поверхность также находится перед поверхностью их горизонта.

Поскольку микроволновое фоновое излучение появилось раньше звезд, не должны ли все существующие звезды (при наличии достаточного оборудования) быть видимыми?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v