Время Хаббла, возраст Вселенной и скорость расширения

Время Хаббла составляет около 14 миллиардов лет. Предполагаемый текущий возраст Вселенной составляет около 13,7 миллиардов лет. Является ли причина, по которой эти два времени так близки (а) совпадением или (б) отражением того, что на протяжении большей части своей истории Вселенная расширялась с постоянной скоростью?

Ответы (2)

На самом деле это отражение того факта, что скорость расширения была почти постоянной в течение длительного времени.

Математически расширение Вселенной описывается масштабным коэффициентом а ( т ) , что можно интерпретировать как размер Вселенной в момент времени т , но относительно некоторого эталонного размера (обычно выбирается текущий размер). Параметр Хаббла определяется как

ЧАС "=" а ˙ а

а время Хаббла обратно пропорционально параметру Хаббла,

т ЧАС "=" а а ˙

Теперь предположим, что Вселенная расширялась с постоянной скоростью на протяжении всей своей истории. Это значит а ( т ) "=" с т . Если вы рассчитаете время Хаббла в этой модели, вы получите

т ЧАС "=" с т с "=" т

это означает, что в модели линейного расширения время Хаббла — это не что иное, как текущий возраст Вселенной.

В действительности лучшие космологические теории предполагают, что Вселенная с самого начала не расширялась линейно. Таким образом, мы ожидаем, что возраст Вселенной не точно равен времени Хаббла. Но, надеюсь, имеет смысл, что если любое нелинейное расширение длилось лишь короткий период, то время Хаббла все равно должно быть близко к возрасту Вселенной. Именно такую ​​ситуацию мы наблюдаем сегодня.

Для получения дополнительной информации об этом я предлагаю вам проверить эти дополнительные вопросы

и другие подобные им.

Спасибо. Я случайно задумался о значении времени Хаббла, и хотя я легко мог понять, что оно является обратной величиной постоянной Хаббла, я не понимал, почему это должно быть синонимом возраста Вселенной. Размышляя над вашим объяснением, у меня все еще нет глубокой физической интуиции (я не уверен, почему меня это немного смущает), хотя меня устраивает более абстрактное математическое объяснение.
Я задал вопрос здесь physics.stackexchange.com/questions/402706/… В чем смысл ЧАС 1 ? @DavidZ
Этот ответ неверен, а ответ Камиэля Виффелса правильный. 1/H значительно завышал возраст в прошлом (в 3/2 раза) и будет занижать в будущем. Нынешняя эпоха оказывается близкой к точке пересечения.

Это совпадение.

Причина в том, что постоянная Хаббла H непостоянна и меняется со временем. Например, 6 миллиардов лет назад, когда Вселенной было 7,5 миллиарда лет, постоянная Хаббла была около 100 (км/с)/Мпк, что означает, что время Хаббла было 9,78 миллиарда лет. Когда Вселенной будет 24 миллиарда лет, H будет 60 (км/с)/Мпк, а время Хаббла будет 16,3 миллиарда лет.

Даже близко не соответствует возрасту Вселенной.

Вы можете найти подробный расчет времени Хаббла в этом моем ответе . Цифры, которые я получаю, в целом совпадают с цифрами Камиэля.
Сказанное на самом деле верно, но я не думаю, что это обязательное совпадение, что мы наблюдаем Вселенную, когда Λ и Ом похожи, галактики и планеты успели образоваться и т. д. Совпадение может быть примером слабости антропного принципа.
Вывод согласуется с ответом выше. > Когда Вселенной будет 24 миллиарда лет, H будет 60 км/с/Мпк, > и время Хаббла будет 16,3 миллиарда лет. > Даже близко не соответствует возрасту Вселенной. 16,3E9 лет ОЧЕНЬ близко к 13,8E9 годам. Гораздо меньше, чем в 2 раза. Учитывая используемые приближения, это хорошее совпадение. Таким образом, инверсия H приблизительно равна возрасту Вселенной, и это не совпадение. Но, конечно, совпадение не идеально, потому что мы используем очень приблизительную модель.