Учитывая наши знания и стандартную космологическую модель, мы оцениваем возраст Вселенной примерно в 13,7 миллиарда лет.
Какой смысл говорить о возрасте Вселенной в целом?
Мы можем наблюдать замедление времени , поэтому мы знаем, что время течет по-разному для наблюдателей, движущихся с разной скоростью (специальное релятивистское замедление времени) или находящихся на разных расстояниях от центров сильных гравитационных полей (как объясняется общей теорией относительности). Является ли предполагаемый возраст Вселенной свойством Вселенной или нас как ее наблюдателей?
Считает ли другой наблюдатель возраст Вселенной другим? У разных частей Вселенной разный возраст? Применимы ли принципы специальной теории относительности, когда мыслишь в глобальном масштабе?
Ответ: да, замедление времени действительно влияет на то, сколько времени наблюдатель испытывает с момента Большого взрыва до настоящего (космологического) времени.
Однако существует определенный набор особых наблюдателей, называемых сопутствующими наблюдателями, это наблюдатели, которым Вселенная кажется изотропной. Например, мы можем сказать, что Земля движется со скоростью около 350 км/с по отношению к ближайшему сопутствующему наблюдателю, измерив анистотропию в космическом микроволновом фоне (на самом деле это вызывает относительно большую анизотропию, изображения реликтового излучения, которые вы видите на WMAP, и т. д. с учетом этой анистотропии).
Одним из особых свойств сопутствующего наблюдателя во Вселенной является то, что они максимизируют возраст Вселенной, то есть ни один другой наблюдатель не может пройти больше времени с момента Большого взрыва, чем сопутствующий наблюдатель (если вы спросите, нет наблюдателя, который бы минимизировал время с момента Большого взрыва). большой взрыв). Когда мы говорим о возрасте Вселенной, мы говорим о возрасте Вселенной с точки зрения сопутствующего наблюдателя.
В стандартной модели вселенная выглядит одинаково для всех мест, движущихся в локальной системе покоя. Это включает в себя его видимый возраст. Вы можете сказать, находитесь ли вы в локальной системе покоя, если расширение галактик вокруг вас симметрично во всех направлениях и микроволновый фон также одинаков во всех направлениях. Проще говоря, любая цивилизация в любой галактике видимой вселенной будет измерять тот же возраст Вселенной, что и мы.
Однако если бы какой-то объект сумел двигаться почти со скоростью света относительно своей локальной системы отсчета, которая постоянно менялась бы в течение значительной части возраста Вселенной, то имело бы место релятивистское замедление времени, и этот объект не постарели так сильно, как остальная вселенная. То есть, если бы на борту были часы, они фиксировали бы меньше прошедшего времени. Однако, поскольку для этого требуются непрерывные ускорения и огромная энергия, ни одно известное нам природное явление не могло бы испытать это.
Если объект разгоняется до скорости света, а затем отключает свои двигатели, то из-за хаббловского расширения он будет перемещаться в места, где относительно новых местных галактик он уже не приближается к скорости света и, следовательно, замедление времени как увиденное местными наблюдателями отпадает. Космологи обычно используют для расчетов расширяющиеся координаты, которые расширяются во времени в глобальном масштабе. В расширяющихся координатах этот эффект проявляется как фиктивная сила (возникающая из-за преобразования системы координат), действующая для демпфирования скоростей.
Митч Госхорн
Тонедзвид
пользователь 2449