В Википедии возраст Вселенной определяется как «время, прошедшее с момента Большого взрыва», в то время как «время» связано с «космологическим временным параметром сопутствующих координат», который сам по себе связан с «прошедшим временем с момента Большого взрыва согласно часы сопутствующего наблюдателя», последний определяется как «единственный наблюдатель, который будет воспринимать Вселенную, включая космическое микроволновое фоновое излучение, как изотропную».
Между тем в Википедии мы также находим: «Теория относительности не допускает существования абсолютного времени из-за отсутствия абсолютной одновременности. Под абсолютной одновременностью понимается экспериментальное установление совпадения двух или более событий во времени в разных точках пространства способом, согласованным всеми наблюдателями во Вселенной».
Хотя и то, и другое имеет для меня смысл, я чувствую противоречие между ними в том смысле, что возраст Вселенной для сопутствующего наблюдателя, находящегося там, где и когда происходит событие, можно рассматривать как абсолютное время, в которое это событие происходит. Действительно, такое определение времени, вероятно, было бы невозможно реализовать на практике из-за неопределенностей измерения. Однако в принципе его можно использовать для определения того, в каком порядке на самом деле происходят два события таким образом, с которым должны согласиться все возможные наблюдатели.
Итак, что я упустил и как мы можем примирить эти две точки зрения?
Сопутствующий наблюдатель и наблюдатель, который двигался со поскольку Большой взрыв будет расходиться в измеренном ими возрасте Вселенной в 2 раза. Хотя оба измерения верны, мы можем сказать, что сопутствующий наблюдатель измеряет более «естественный» возраст Вселенной. Например, сопутствующий наблюдатель — единственный наблюдатель, который считает Вселенную изотропной. Но то, что время более естественно или имеет больше смысла с точки зрения расчетов, не делает его «абсолютным».
Это правда, что мы можем использовать сопутствующие координаты, чтобы определить, какое событие произошло первым, или же . И я согласен, что эти координаты имеет смысл определить как "естественные" координаты. Но вы можете использовать любой другой набор координат, и никто не имеет права называть ваши координаты или измерения «неправильными». Если вы путешествуете на в сторону Бетельгейзе, и вы наблюдаете а также происходить одновременно, это реальность в вашей системе отсчета; это не оптическая иллюзия.
См. также аналогичный вопрос о диаметре Вселенной.
Предположим, что два наблюдателя, Алиса и Боб, движутся друг относительно друга с момента возникновения Вселенной. Пока они это делают, они строят хронологию всех событий во вселенной, записывая их в своей системе отсчета. Они будут строить разные хронологии.
Однако, и это главное, каждый может реконструировать хронологию другого. Это также является содержанием специальной теории относительности. Если Алиса возьмет все свои данные о пространственно-временных событиях и узнает скорость Боба, она сможет реконструировать хронологию Боба. Алиса всегда будет соглашаться с Бобом, что событие происходит одновременно с событием в кадре Боба. Третья сторона, Чарли, также сможет договориться с Алисой о порядке событий, записанном Бобом.
Этим я иллюстрирую, что даже в специальной теории относительности все наблюдатели могут согласиться с порядком событий, как они происходят в конкретной системе отсчета . Возможность договориться о порядке событий в конкретной системе отсчета не означает, что вы нашли абсолютное время, это просто означает, что относительность непротиворечива!
То же самое справедливо и для сопутствующей рамы.
В нашей стандартной модели Вселенной есть одна система отсчета, которая находится в состоянии покоя относительно реликтового излучения. В принципе, независимо от того, где вы находитесь во Вселенной, вы можете определить, находитесь ли вы в состоянии покоя по отношению к реликтовому излучению и, следовательно, по отношению к этой конкретной системе отсчета (если вы находитесь в состоянии покоя, вас называют сопутствующим наблюдателем). Именно для упрощения вычислений мы используем сопутствующее время как меру возраста Вселенной. Это также полезно, потому что Земля приблизительно сопутствует.
Возможность договориться о том, в каком порядке происходят события в сопутствующей системе отсчета, не означает, что сопутствующая система отсчета определяет абсолютное время, это просто означает, что вы знаете, как быстро вы двигались относительно сопутствующей системы отсчета, и что вы знаете, как рассчитать.
Собираем воедино то, что было сказано в различных комментариях:
1) Общая теория относительности допускает модели, в которых пространство-время расслаивается на пространственноподобные листья, все из которых индексируются глобальной временной координатой. Простейшей из этих моделей является пространство Минковского. Все ваши наблюдения о моделях с сопутствующими наблюдателями в равной степени применимы к пространству Минковского, поэтому, если вы хотите прояснить источник своей путаницы, вам следует сосредоточиться на этом примере.
2) В пространстве Минковского легко определить единую глобальную временную координату. Это не противоречит теории относительности, поскольку не отрицает, что существуют и другие способы определения координат.
3) Модели с сопутствующими наблюдателями предполагают изотропию, что явно является значительной абстракцией от реальности. Такие модели полезны для одних целей и менее полезны для других. Существование таких моделей не отрицает существования других моделей без глобальных временных координат.
4) Таким образом, существование глобальной временной координаты не противоречит относительности по двум причинам: во-первых, как и в пространстве Минковского, существование этой координаты не отрицает существования альтернативных координат внутри модели . Во-вторых, она не отрицает существования других, более точных моделей.
УиллО
Любопытный
Жорж
Любопытный