Во-первых, является ли расширение пространства-времени единственной причиной расширения Вселенной?
Во-вторых, если единственной причиной является пространство-время, расширяются ли сами объекты (материя с массой)?
В-третьих, при расширении пространства-времени расширяется ли и время? (по крайней мере, в общей теории относительности)
Спасибо.
Если вы верите в общую теорию относительности и, в частности, если вы считаете, что допущения, использованные для вывода модели FLRW , оправданы, то расширение Вселенной является исключительно результатом расширения пространства-времени. Эти «если» могут показаться несколько чрезмерными, но важно подчеркнуть, что ОТО — это математическая модель, которая работает, когда мы сравниваем ее с экспериментом. Мы можем обнаружить новые вещи, которые изменят модель. Например, метрика FLRW не включает темную энергию, хотя, если темная энергия может быть описана космологической постоянной, метрика FLRW включает ее. Как упоминается в статье Wiki , большинство физиков считают, что метрика FLRW является хорошим описанием Вселенной.
Чтобы ответить на ваш второй вопрос, требуется немного предыстории. Если вы возьмете две невзаимодействующие частицы на некотором фиксированном расстоянии друг от друга, сядете и подождете значительную часть хаббловского времени, вы увидите, как частицы расходятся. Для видов расстояний, которые мы видим каждый день, этот эффект ничтожен; это важно только на межгалактических расстояниях.
Поскольку расширение настолько мало на малых расстояниях, ему можно противодействовать даже мельчайшими силами. Это означает, что если две наши тестовые частицы взаимодействуют, взаимодействие, вероятно, полностью заглушит расширение. Вот почему расширение Вселенной не заставляет вас расширяться. Силы между атомами в вашем теле намного больше, чем эффект расширения. Даже в галактических масштабах это так. Галактики не расширяются, потому что гравитационные силы между звездами в них преодолевают расширение. Только когда мы доберемся до масштабов галактических скоплений, расширение победит.
На последнюю часть вашего вопроса трудно ответить, не становясь слишком техническим. В ОТО вы выбираете удобный набор координат для определения метрики. Метрика FLRW использует координаты совместного движения . По определению, в этих координатах координата времени совпадает с собственным временем, которое является инвариантным, поскольку собственное время — это время, которое испытывает свободно падающий наблюдатель. Это означает, что время не искривлено. Однако особого различия между координатами пространства и времени нет, и будут другие системы координат, в которых время искривлено.
Qмеханик