a művész logaritmikus skála felfogása a megfigyelhető univerzumról. A galaxisok nagy léptékűek… az Ősrobbanás forró, sűrű plazmája a külvárosban. Ez az ” él ” egy határ csak időben.
Pablo Carlos Budassi (Unmismoobjetivo of Wikimedia Commons)
Ha olyan messzire mennél az űrbe, amennyire csak el tudod képzelni, mit találnál? Lenne egy határ, hogy milyen messzire lehet menni, vagy tudna utazni egy határtalan távolság? Szeretnél végül visszatér a kiindulási pontra, vagy továbbra is traverse hely, hogy sohasem találkoztunk? Más szóval, van-e az Univerzumnak éle, és ha igen, hol van?
Hiszed vagy sem, valójában három különböző módon lehet gondolni erre a kérdésre, és mindegyiknek más a válasza. Ha figyelembe vesszük, hogy milyen messzire mehetsz, ha:
- bal ma egy önkényesen erős rakéta,
- minősül minden, ami valaha is lépjen velünk kapcsolatba, vagy kapcsolatba lépjünk a kezdetektől a szexi Big Bang,
- vagy használni a fantáziáját, hogy egyedül hozzáférés az egész világot, beleértve azon túl, amit valaha is megfigyelhető,
tudod kitalálni, milyen messze van a széle. Minden esetben a válasz lenyűgöző.
gyakran ábrázoljuk a helyet 3D rácsként, annak ellenére, hogy ez egy keretfüggő egyszerűsítés, amikor… figyelembe vesszük a téridő fogalmát. A valóságban a téridőt az anyag-energia jelenléte görbíti, a távolságok pedig nem rögzülnek, hanem inkább fejlődhetnek, ahogy az Univerzum tágul vagy összehúzódik.
ReunMedia / Storyblocks
a legfontosabb koncepció, amelyet szem előtt kell tartani, az, hogy a tér nem az, ahogyan általában elképzeljük. Hagyományosan úgy gondoljuk, hogy a tér olyan, mint egy koordináta-rendszer — egy háromdimenziós rács -, ahol a két pont közötti legrövidebb távolság egyenes vonal, és ahol a távolságok nem változnak az idő múlásával.
de mindkét feltételezés, amely annyira alaposan jó a mindennapi életünkben, látványosan kudarcot vall, amikor a saját bolygónkon túlmutató nagyobb léptékű univerzumot nézzük. Először is az a gondolat, hogy a két pont közötti legrövidebb távolság egyenes vonal, szétesik, amint elkezdi bevezetni a tömegeket és az energikus kvantát az univerzumába. Mivel a téridő görbületnek van kitéve, aminek az oka az anyag és az energia jelenléte, a két pont közötti legrövidebb távolság eredendően az univerzum alakjától függ ezen pontok között.
üres, üres, háromdimenziós rács helyett a tömeg lefelé helyezése okozza azt, ami lett volna… “egyenes” vonalak helyett válik ívelt egy adott összeget. Az Általános relativitáselméletben a teret és az időt folyamatosnak tekintjük, de az energia minden formája, beleértve, de nem kizárólagosan a tömeget, hozzájárul a téridő görbületéhez. Ha a Földet sűrűbb változattal helyettesítenénk, akár egy szingularitással is, akkor az itt látható téridő deformáció azonos lenne; csak a Föld belsejében lenne figyelemre méltó különbség.
Christopher Vitale és a Pratt Intézet
Ezen túlmenően a téridő szerkezete nem marad statikus az idő múlásával. Egy anyaggal és energiával teli univerzumban egy statikus, változatlan univerzum (ahol a pontok közötti távolság az idő múlásával azonos marad) eredendően instabil; az Univerzumnak tágulással vagy összehúzódással kell fejlődnie. Ha Einstein általános relativitáselmélete helyes, ez kötelező.
Megfigyelésesen a bizonyíték arra, hogy univerzumunk bővül, lenyűgöző: Einstein jóslatainak látványos érvényesítése. De ez magában foglalja a kozmikus távolságokkal elválasztott tárgyakra gyakorolt következmények sorozatát, beleértve azt is, hogy a köztük lévő távolság idővel bővül. Ma a legtávolabbi tárgyak, amelyeket látunk, több mint 30 milliárd fényévnyire vannak, annak ellenére, hogy csak 13, 8 milliárd év telt el az Ősrobbanás óta.
minél távolabb van egy galaxis, annál gyorsabban tágul tőlünk, és annál több fény jelenik meg… vöröseltolódás. A táguló Univerzummal mozgó galaxis ma még nagyobb számú fényévnyire lesz, mint az évek száma (szorozva a fénysebességgel), hogy az általa kibocsátott fény elérte minket. De csak akkor érthetjük meg a vöröseltolódásokat és a kékeltolódásokat, ha a mozgás (speciális relativisztikus) és a tér táguló szövetének (általános relativisztikus) kombinációjának tulajdonítjuk őket. Larry McNish a RASC Calgary Center
Ha mérjük, hogy milyen távoli a különböző tárgyak vannak a fizikai, mind a világító tulajdonságok — valamint azt az összeget, amelyet a fény áthelyeződött az Univerzum tágulási — tudjuk, hogy megértsük, mi az Univerzum készült. A kozmikus koktél, jelenleg a következőkből áll:
- 0.01% sugárzás, fotonok formájában,
- 0.1% neutrínók, egy megfoghatatlan, alacsony tömegű részecske-majdnem olyan sok, mint a fotonok,
- 4.9% normál számít készült, többnyire ugyanazokat a dolgokat vagyunk: protonok, neutronok, valamint az elektronok,
- 27% – a sötét anyag, egy ismeretlen anyag, amely gravitál de nem bocsát ki sem elnyeli a fényt,
- 68% – át a sötét energia, amely az energia rejlő tér okozza a távoli tárgyakat, hogy gyorsítsa fel a recesszió tőlünk.
amikor ezeket a hatásokat kombináljuk, egyedi és egyértelmű előrejelzést kapunk arra vonatkozóan, hogy milyen messze van a megfigyelhető univerzum széléig.
a megfigyelhető univerzum méretének/skálájának grafikonja vs. a kozmikus idő áthaladása. Ez az… megjelenik egy log-log skála, néhány nagy méret / idő mérföldkövek azonosított. Figyeld meg a korai sugárzást uraló korszakot, a legutóbbi anyag uralta korszakot, valamint a jelenlegi és jövőbeli exponenciálisan bővülő korszakot.
E. Siegel
Ez egy nagy ügy! A legtöbb ember feltételezi, hogy ha az Univerzum már 13,8 milliárd év a Nagy Bumm óta, akkor a határ, hogy meddig láthatjuk lesz 13,8 milliárd fényév, de ez nem egészen igaz.
csak akkor, ha az univerzum statikus és nem táguló lenne, ez igaz lenne, de a tény az, hogy: minél távolabb nézünk, a gyorsabb távoli tárgyak úgy tűnik, hogy felgyorsulnak tőlünk. Ennek a tágulásnak a mértéke olyan módon változik, amely kiszámítható az univerzumban lévők alapján, és viszont, tudva, mi van az univerzumban, és megfigyelve, hogy milyen gyorsan terjednek a tárgyak, megmutatja nekünk, milyen messze vannak. Amikor az összes rendelkezésre álló adatot együtt vesszük, mindent együtt érünk el, beleértve a megfigyelhető kozmikus horizonttól való távolságot: 46, 1 milliárd fényév.
a megfigyelhető univerzum 46 milliárd fényév lehet minden irányban a mi szempontunkból,… de minden bizonnyal több, észrevétlen univerzum van, talán még egy végtelen mennyiség is, mint a miénk ezen túl. Az idő múlásával még többet fogunk látni belőle, végül körülbelül 2, 3-szor annyi galaxist fedünk fel, amennyit jelenleg láthatunk.
Frédéric MICHEL és Andrew Z. Colvin, E. Siegel kommentárja
Ez a határ azonban nem” él ” a világegyetem számára a szó bármely hagyományos értelmében. Ez egyáltalán nem határ az űrben; ha véletlenül az űr bármely más pontján lennénk, akkor még mindig képesek lennénk észlelni és megfigyelni mindent körülöttünk a 46, 1 milliárd fényéves gömbön belül, amely ránk összpontosul.
Ez azért van, mert az “él” az idő határa, nem pedig az űrben. Ez szélén képviseli a határ, amit látunk, mert a fény sebessége — még a táguló Univerzum által szabályozott Általános Relativitás — csak lehetővé teszi, jelek, hogy olyan messzire utazni a Világegyetem 13,8 milliárd éves története. Ez a távolság távolabb van, mint a 13.8 milliárd fényév az univerzum tágulása miatt, de még mindig véges. Azonban nem tudjuk elérni az egészet.
látható univerzumunk mérete (sárga), valamint az elérhető összeg (bíbor). Ha mi… 9,8 m/s^2 sebességgel gyorsult körülbelül 22,5 évig, majd megfordult és további 22,5 évig lassult, elérhettünk bármilyen galaxist a bíbor körön belül, még egy sötét energiával rendelkező univerzumban is, de semmi kívül.
E. Siegel, a Wikimedia Commons felhasználói azcolvin 429 és Frédéric MICHEL
egy bizonyos távolságon túl láthatjuk a már régen kibocsátott fény egy részét, de soha nem fogja látni a most kibocsátott fényt: 13, 8 milliárd évvel az ősrobbanás után. Egy bizonyos meghatározott távolságon túl-amelyet (számomra) körülbelül 18 milliárd fényévre számítottunk-még a fénysebességgel mozgó jel sem fog elérni minket.
Hasonlóan, ez azt jelenti, hogy ha egy tetszőlegesen nagy teljesítményű rakéta, mind a tárgyak jelenleg szereplő, ezen belül 18 milliárd fényév sugarú lenne végül személygépkocsival minket, akár a Világegyetem folyamatosan bővül, illetve ezek a távolságok növekedése folytatódott. Azonban a tárgyak azon túl, hogy soha nem lenne elérhető. Még akkor is, ha egyre nagyobb távolságokat értünk el, gyorsabban visszahúzódnának, mint valaha is utazhatnánk, megakadályozva, hogy az örökkévalóságig meglátogatjuk őket. Már a megfigyelhető univerzum összes galaxisának 94% – A meghaladja az örök elérésünket.
olyan hatalmas, mint megfigyelhető univerzumunk, és amennyire látjuk, sokkal több, mint valaha… reach, mivel a megfigyelt térfogatnak csak 6% – A érhető el. Azon túl, amit megfigyelhetünk, minden bizonnyal több univerzum van; amit látunk, csak egy apró töredéke annak, aminek odakint kell lennie.
NASA, ESA, R. Windhorst, S. Cohen, and M. Mechtley (ASU), R. O ‘ Connell( UVa), P. McCarthy (Carnegie Obs), N. Hathi (UC Riverside), R. Ryan (UC Davis), H. Yan (tOSU)
mégis, van egy másik “él”, hogy érdemes megfontolni: túl a határokat megfigyelhetjük, hogy ma, vagy akár mi is potenciálisan megfigyelni önkényesen messze a jövőbe, ha elfogy az elméleti óra felé végtelen. Megvizsgálhatjuk, hogy mekkora az egész univerzum — a nem megfigyelhető univerzum -, és hogy önmagában hajtogat-e vagy sem.
a válaszadás módja annak extrapolációján alapul, amit megfigyelünk, amikor megpróbáljuk mérni az univerzum térbeli görbületét: az a mennyiség, amelyet a tér a legnagyobb skálán görbít, amit megfigyelhetünk. Ha az univerzum pozitívan ívelt, a párhuzamos vonalak konvergálnak, a háromszög három szöge pedig több mint 180 fok. Ha az univerzum negatívan ívelt, a párhuzamos vonalak eltérnek egymástól, a háromszög három szöge pedig kevesebb, mint 180 fok. És ha az univerzum lapos, a párhuzamos vonalak párhuzamosak maradnak, és minden háromszög pontosan 180 fokot tartalmaz.
a háromszög szögei a jelen lévő térbeli görbüléstől függően különböző mennyiségeket adnak össze. A… pozitívan ívelt (felső), negatívan ívelt (középső), vagy lapos (alsó) univerzum lesz a belső szögek egy háromszög összege akár több, kevesebb, vagy pontosan egyenlő 180 fok, ill.
NASA / WMAP science team
ennek módja az, hogy a legtávolabbi jeleket vesszük, például a Nagyrobbanásból megmaradt fényt, és részletesen megvizsgáljuk, hogyan alakulnak az ingadozások. Ha az univerzum pozitív vagy negatív irányban görbül, akkor az általunk megfigyelt ingadozási minták torzulnak, hogy nagyobb vagy kisebb szögméretekben jelenjenek meg, szemben a lapos Univerzummal.
Mikor még a legjobb rendelkezésre álló adatok, amelyek származik mind a kozmikus mikrohullámú háttér-ingadozások, valamint a részleteket, hogyan galaxisok fürt együtt a nagy mérleg a különböző távolságok, megérkezünk egy elkerülhetetlen következtetés: az Univerzum megkülönböztethetetlen tökéletes térbeli laposság. Ha ívelt, akkor olyan szinten van, amely nem több, mint 0.4%, ami azt jelenti, hogy ha az univerzum úgy görbül, mint egy hipersphere, sugara legalább ~250-szer nagyobb, mint a számunkra megfigyelhető rész.
a forró és hideg foltok nagyságai, valamint azok skálái jelzik az görbületét… Univerzum. A legjobb képességeinkhez mérjük, hogy tökéletesen lapos legyen. A Barion akusztikus oszcillációk és a CMB együttesen biztosítják a legjobb módszereket ennek korlátozására, 0,4% – os kombinált pontosságig. Smoot Kozmológia Csoport / LBL
Ha határozza meg a szélén a Világegyetem, mint a legtávolabbi objektum, amit valaha is elérni, ha kezdtük utunkat azonnal, akkor a jelenlegi határérték csupán távolság 18 milliárd fényév, amely mindössze 6% – a, a hangerő, a megfigyelhető Univerzum. Ha meg, mint a határ, amit megfigyelhetjük, jel—, aki látunk, aki lát minket, akkor az edge megy ki, hogy 46,1 milliárd fényév. De ha úgy definiáljuk, mint a láthatatlan univerzum határait, akkor az egyetlen határunk az, hogy legalább 11 500 milliárd fényév méretű, és még nagyobb is lehet.
Ez azonban nem feltétlenül jelenti azt, hogy az Univerzum végtelen. Lehet, hogy lapos, és még mindig görbül vissza önmagára, fánkszerű alakja matematikailag tóruszként ismert. Olyan nagy és kiterjedésű, mint a megfigyelhető univerzum, még mindig véges, és véges mennyiségű információval tanít minket. Ezen túlmenően a végső kozmikus igazságok még mindig ismeretlenek számunkra.
az univerzum hypertorus modelljében az egyenes vonalú mozgás visszatér az eredetihez… hely, még egy uncurved (lapos) téridő. Az univerzum is lehet zárt és pozitívan ívelt: mint egy hipersphere.
ESO and deviantART user InTheStarlightGarden