Влияет ли расширение Вселенной вскоре после Большого взрыва на количество времени, которое требуется свету, чтобы добраться до нас?

В начале скорость расширения Вселенной была намного выше, чем сегодня, что является способом сказать, что пространство-время было сильно искривлено. Вам действительно нужна общая теория относительности, чтобы правильно понять, что происходит, но хороший способ думать об этом состоит в том, что к тому времени, когда луч света попадает из А туда, где был В, расширение Вселенной уносит В еще дальше от А. Верно, что локально ничто не может двигаться быстрее света , но нет такого ограничения на расширение самого пространства. Каждый наблюдатель по-прежнему видит световые лучи, движущиеся мимо них со скоростью света, но удаленные точки могут быть разнесены так быстро, что между ними не может пройти сообщение. Или сообщение, отправленное ранее, доходит до нас только сегодня.

Поверхность, за которой никакая информация не может дойти до нас, называется космологическим горизонтом. На практике мы «видим» только назад поверхность последнего рассеяния (откуда исходит космическое микроволновое излучение). Это примерно через 300 000 лет после Большого взрыва. До этого Вселенная заполнена оптически непрозрачной плазмой. Но мы можем сделать вывод о том, что происходило ранее, с помощью ряда других доказательств (например, нуклеосинтеза Большого взрыва). Сверхглубокое поле Хаббла появилось в более позднее время, когда существовали звезды и формировались галактики. Посмотрите здесь временную шкалу Вселенной. На этой странице говорится, что сверхглубокое поле Хаббла насчитывает 13 миллиардов лет.

Эти вопросы и ссылки в них могут вам помочь. На этом сайте есть больше, говорящих об этом, пожалуйста, поищите.

Влияет ли расширение Вселенной вскоре после Большого взрыва на количество времени, которое требуется свету, чтобы добраться до нас?

Время, которое свет должен был пройти, равно возрасту Вселенной (или немного меньше, потому что очень ранняя Вселенная была непрозрачной). Возраст Вселенной составляет 14 миллиардов лет, так что именно столько времени пришлось пройти самому древнему свету.

На что повлияло космологическое расширение, так это на расстояние между нами и точкой испускания этого света. Можно подумать, что точка, из которой исходит этот свет, находится на расстоянии 14 миллиардов световых лет от нас, но на самом деле это примерно 46 миллиардов световых лет, потому что Вселенная расширялась, пока свет был на пути.

Я немного расширю (без каламбура) ответы, данные Майклом Брауном и Беном Кроуэллом. Скорость расширения ранней Вселенной действительно была намного выше, чем сегодня. Расширение сначала замедлилось и снова начало ускоряться только тогда, когда Вселенной исполнилось 7,7 миллиарда лет, из-за эффекта темной энергии. Кроме того, далекие области космоса удаляются от нас быстрее скорости света: закон Хаббла

Горизонтальная ось показывает расстояние до нас (в гигасветовых годах), а вертикальная ось — космическое время (слева) и соответствующий масштабный коэффициент (справа). Мы находимся на пересечении толстых черных линий; нашей Вселенной в настоящее время 13,8 миллиарда лет.

Синяя кривая — это размер наблюдаемой Вселенной, а красная кривая — наш горизонт событий. Желтые линии — это пути фотонов; в частности, оранжевые линии — это пути фотонов, которые мы наблюдаем сегодня: наш текущий световой конус прошлого. Черные пунктирные линии — это области пространства (скопления галактик), которые удаляются по мере расширения Вселенной. Наконец, зеленые кривые — это линии постоянной скорости разбегания: от темно-зеленого к светло-зеленому имеем$v=c$(расстояние Хаббла),$v=2c$,$v=3c$и$v=4c$.

Как видите, край наблюдаемого в настоящее время удаляется от нас со скоростью, более чем в 3 раза превышающей скорость света.

Когда фотон излучается в нашем направлении из области пространства, он должен преодолеть расширение пространства, чтобы достичь нас: пока он движется к нам, количество пространства, через которое ему нужно пройти, увеличивается. Это похоже на плыть против течения или бежать на беговой дорожке, и в результате фотонам требуется гораздо больше времени, чтобы достичь нас (а если они слишком далеко, они вообще не могут нас достичь).

Увеличим график:

Как я упоминал ранее, оранжевые линии — это пути фотонов, которые мы наблюдаем сегодня. Обратите внимание на характерную каплевидную форму: фотоны, испускаемые в ранней Вселенной, исходили из областей, которые удалялись от нас со скоростью, превышающей скорость света. В результате эти фотоны поначалу тоже удалялись от нас ($v-c>0)$. Однако эти фотоны постепенно перемещались через области, которые удалялись с более низкими скоростями, пока в конце концов не пересекли расстояние Хаббла (темно-зеленая кривая), область, которая удаляется с меньшей скоростью.$v=c$. Это произошло, когда Вселенной было около 4,1 миллиарда лет. После этого фотоны стали достаточно быстрыми, чтобы обогнать расширение пространства, и их расстояние до нас уменьшилось, пока они, наконец, не достигли нас сегодня.

См. Также этот мой пост для более подробного и технического ответа.

Вселенная расширяется с постоянной скоростью 74 км на MPC (примерно 3 миллиона лет). Скорость расширения сегодня намного меньше, чем в первые годы перед началом Большого взрыва. Поскольку путешествие быстрее скорости света невозможно; «расширение» ранней Вселенной просто вызвано ранней инфляцией.

Если звезда находится на расстоянии 13,82 миллиарда световых лет, нам требуется 13,82 миллиарда лет, чтобы увидеть изображение, поэтому 13,82 миллиарда + 13,82 миллиарда = 27,64 миллиарда лет, потому что, пока это изображение летело сквозь пространство, время также двигалось вперед. видеокамера в телескоп на расстоянии 1 светового года и посмотрите на землю, тогда я смогу увидеть прошлое на Земле, самое близкое к путешествию во времени.