Реальный размер Вселенной

Valeryk

Прочитал тут, что "Вселенная в поперечнике простирается на 150млрд световых лет". Как это возможно? Если возраст около 14млрд? Или это они про мнимую границу, которая не очерчена никаким в-вом или энергией? Но тогда она же находится за пределами конуса Минковского?
Это журнализды навыдумывали или как?

olga58

пока свет летел 14 млрд лет, вселенная расширялась.

Valeryk

Ну то есть расширялась мнимая граница, причем также мнимо (как в примере с волной и берегом под бесконечно малым углом)?
Как же они тогда ее посчитали?

Sergey79

согласно современным представлениям, ключевая стадия эволюции вселенной - период инфляции, когда она расширялась на порядки быстрее скорости света.

mtk79

Даже дети знают, что размер Вселенной — XX...XL

Kevin111

вот мне всегда интересно про инфляцию: как я понимаю, это расширение самого пространства. но размеры - это характеристика, связанная с пространством. как может пространство расширяться само по себе? относительно чего? и почему оно вообще расширяется?

Sergey79

 
как может пространство расширяться само по себе? относительно чего?

относительно скорости света.
 
почему оно вообще расширяется?

по антропному принципу. Если бы оно не расширялось, некому было бы спросить.

mtk79

плотность падает, если раков метр вчера считать равным вот-т таким ракам метру, но сегодня.

kukuev

Это журнализды навыдумывали или как?
Фиг знает, что ты читал. Фиг знает, что имели в виду авторы. Беглый поиск в гугле привёл к ссылкам на сылки на статьи какого-то Роберта Роя Бритта. Который вообще не учёный. Неохота даже копаться глубже в этой лабуде.

toxin

В ОТО пространство может расширяться само по себе. Именно поэтому размер видимой вселеной превышает скорость света на ее возраст. Если использовать нейтринные телескопы, то можно заглянуть еще немного дальше.

igor_56

как может пространство расширяться само по себе? относительно чего?
Т.к. видимая часть вселенной в целом плоская (в т.ч. проверено с помощью вот этой штуки: http://ru.wikipedia.org/wiki/WMAP то для наглядности можно представить себе бесконечную плоскость R^2 и действовать на нее гомотетией с коэффициентом >1. Будешь наблюдать расширение плоскости в самой себе.
Это правда не совсем тоже самое, что наблюдается во вселенной. Во вселенной гравитационно связанные системы (для нас это Местная Группа Галактик -масштабы порядка 1,9-2,4 Мпк ) никакого расширения на себе не испытывают, вернее испытывают, но на расстояние между объектами это не сказывается особенно. Поэтому, кстати, со временем ночное небо будет довольно уныло выглядеть, там не будет ничего кроме того что есть в местной группе.
и почему оно вообще расширяется?
По инерции от большого взрыва.
А почему случился БВ - хз.

Mausoleum

Если использовать нейтринные телескопы, то можно заглянуть еще немного дальше.
Это с чего бы?

Kevin111

По инерции от большого взрыва.
инерция подразумевает наличие массы. у пространства в "чистом виде" есть масса?

Vlad128

у пространства в "чистом виде" есть масса?
ну вон товарищ Эйнштейн вроде же показал, что данный вопрос лишен смысла

Sergey79

По инерции от большого взрыва.
нет, оно расширяется с ускорением прямо сейчас из-за, судя по всему, ненулевой эффективной космологической постоянной.

igor_56

у пространства в "чистом виде" есть масса?
Под пространством в "чистом виде" подразумевается вакуум? Если да, то вакуум вообще говоря обладает энергией, а значит инертен.

Kevin111

нет, оно расширяется с ускорением прямо сейчас из-за, судя по всему, ненулевой эффективной космологической постоянной.
это же тавтология.

uyd_

как может пространство расширяться само по себе? относительно чего?
Эээ, сорри за СЗМ. У меня тоже достаточно глупый вопрос.
Правильно ли я понимаю форму Вселенной, как самонадувающийся воздушный шарик? Где резиновая часть шарика - это пространство-время. А "воздух" за пределами стенок (внутри и снаружи) как бы вообще не существует. То есть может восприниматся наблюдателем только изнутри резиновой оболочки шарика как внешняя граница Вселенной, но принципиально недостижимая, потому как её на самом деле нет. Или это слишком примитивное сравнение?

Kevin111

хороший вопрос "правильно ли", откуда ж это можно узнать.
в общем-то да, есть такая аналогия с потерей одного измерения, когда для двумерных жителей поверхность шарика это безграничная, но не бесконечная вселенная, которая к тому же может расширяться если шарик надувать.
и вот интересный момент насчет "пространство-время".
я как-то даже не задумывался про время в этой связке. получается же что если время тоже "расширяется", то есть секунды как-бы становятся длиннее, то и прошлое вселенной уходит дальше чем оно было "на самом деле" если бы не было расширения.

lena1978

относительно чего?
относительно объемлющего гильбертова кирпича, естественно.

Kevin111

какая, кстати, получается плотность вакуума?

Kevin111

это шутка такая? что за кирпич?

uyd_

в общем-то да, есть такая аналогия с потерей одного измерения
А где потерялось одно измерение? Оболочка шарика имеет вполне конкретною толщину, где собственно мы и живём. И если я правильно понимаю, то с момента Биг Бэнга эта толщина вполне вероятно может быть константой. Расширение Вселенной идёт только путём растяжения площади шарика, по мере его "надувания". А резиновая стенка определённой толщины с определённой скоростью удаляется от "центра" шарика - условной точки (которая по факту сейчас не существует относительно пространстсва-времени нашей вселенной) "откуда есть пошла вселенская земля".
получается же что если время тоже "расширяется", то есть секунды как-бы становятся длиннее, то и прошлое вселенной уходит дальше чем оно было "на самом деле" если бы не было расширения.

Время не может "расширятся", так оно жёстко привязано к базовой константе - скорости света. Расширяется только пространство.

lena1978

ээ, ну тихоновский куб счётного веса.
это если пространство запихивать, если и время, то не уверен, что впихнётся :ooo:

igor_56

По эксперименту WMAP плотность энергии вакуума оценили как 5,98*10^(-10Дж/м3). Подели на c^2 получишь "плотность" =) ( wiki )

Sergey79

Правильно ли я понимаю форму Вселенной, как самонадувающийся воздушный шарик?
а почему именно шарик? Чем плоха самораздувающаяся плоскость?

uyd_

а почему именно шарик? Чем плоха самораздувающаяся плоскость?
Типа "плоского" бублика чтоли? Я хз, собсно и спрашиваю - какая она, эта форма.
Возможно, шарик - это следствие "трёхмерноцентризма". Типа мы живём в трехмерном мире, и значит если происходит взрыв из одной точки, то и разлетаться всё должно во все стороны. То есть в виде шара.

irenape

Чем плоха самораздувающаяся плоскость?
Бесконечностью и неограниченностью.

Sergey79

а что лучше быть замкнутыми и ограниченными?

Sergey79

взрыв _в_ пространстве не то же самое что "взрыв" пространства.
 
Типа "плоского" бублика чтоли? Я хз, собсно и спрашиваю - какая она, эта форма

да какая угодно, хоть в форме памятника Ленину. Проверке не поддается. Видим мы лишь малый кусок вселенной - гарантированно что не более пары процентов. Соответственно если мы оказались на лысине Ленина, то предполагаем, что вселенная тип воздушного шарика. А если на его спине - то нам она покажется скорее плоской.

Valeryk

Какое имеет отношение нейтрино к вопросу?
То есть как я понял, оценка границы вселенной приведена из расчета скорости расширения в первые моменты после БВ (по плотности реликтового излучения или еще как)? Но она ведь в любом случае не могла расширяться быстрее c! Если только с была не больше нынешнего значения в несколько раз.

Yakoffsax

а может есть у кого ссылка на хорошую научно-популярную статью по этому вопросу? стало вдруг интересно почитать.

toxin

Граница видимой вселенной определяется моментом, когда вселенная стала прозрачной для света. Граница видимой вселенной для нейтринного телескопа определяется моментом, когда вселенная стала прозрачной для нейтрино, что произошло раньше.

toxin

Классический пример - улитка на резинке. Если улитка ползет по резинке со скоростью 1 сантиметр в секунду, а резинка растягивается со скоростью 1 километр в секунду, то улитка все равно сможет доползти от одного края резинки до другого. При этом средняя ее скорость получится чуть больше 1 километра в секунду. То же самое происходит со светом в растягивающейся вселенной.

Valeryk

В твоем случае получается, что резинка может растягиваться (по сути передвигаться) выше скорости улитки(света). А это противоречит, как понимаю, современным теориям. :confused:

irenape

Для восприятия со стороны - конечно лучше!)

Sergey79

В твоем случае получается, что резинка может растягиваться (по сути передвигаться) выше скорости улитки(света). А это противоречит, как понимаю, современным теориям.
каким именно теориям :confused:
Например, СТО утверждает, что окружающий нас мир в некоторых случаях можно смоделировать как пространство Минковского, в котором тела не могут двигаться быстрее скорости света друг относительно друга.
А теперь смотрим на расширяющуюся вселенную и внезапно обнаруживаем, что она не описывается пространством Минковского...

L2JVIDOCQ

Но она ведь в любом случае не могла расширяться быстрее c!
Почему это? Расширение пространства не ограничено скоростью света. Даже сейчас галактики разбегаются со скоростями, превышающими скорость света.
Собсно гугл обо всем знает. Вот одна из первых ссылок: http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=575

Kevin111

а какова плотность энергии реликтового излучения не знаешь случайно? я когда-то пробовал найти, но не смог.

Valeryk

Ну, кстати, интересная статья, спасибо.
Еще нашел там про движение быстрее скорости света
http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=56

igor_56

В смысле пытался посчитать или пытался в инете найти?
Посчитать можно, если не ошибаюсь, вот так:
температура реликтовых фотонов известна (хотя бы взять инфу спутника COBE http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmo_01.htm )
А потом проинтегрировать спектральную плотность по частоте:
Говорят должно получиться 0,25 эВ/см^3

Kevin111

в инете найти пытался. посчитать из температуры я уж забыл физику достаточно основательно чтоб сообразить как.

Kevin111

получается плотность энергии вакуума в 12e9 раз превышает энергию реликтового излучения и при этом еще и растет с расширением вселенной. Как это, кстати соотносится с законом сохранения энергии? Или все дело в том, что энергия вакуума ненулевая только за счет квантовой неопределённости?

igor_56

Для плоской вселенной критическая плотность * c^2 ( формула ) и есть плотность полной энергии (вещества) вселенной. И как видно по формуле зависит полная энергия (вещества) от констант, где постоянная хаббла вовсе не постоянная,а зависит от времени (ускоренно же расширяемся). Так что энергия не сохраняется, да. Ну в ОТО она и не должна сохраняться =)

Sergey79

получается плотность энергии вакуума в 12e9 раз превышает энергию реликтового излучения
а как связана энергия "вакуума" и плотность энергии реликтового излучения? Энергия реликтового излучения это копейки от полной массы вселенной

Kevin111

никак, просто интересный для меня факт. не думал что вакуум настолько емче.

Sergey79

имхо вообще не стоит смешивать классическую гравитацию и квантовое понятие "вакуума"
Так что это не вакуум емче, это пространство, помимо реликтового излучения, наполнено НЕХ под названием "темная энергия", "темная материя", весьма тяжелыми.

L2JVIDOCQ

Так что это не вакуум
Который судя по массе Хиггса совсем даже не вакуум, а метастабильное состояние. ;)

igor_56

Кстати, вот лекция в ФИАНе А.Линде, автора хаотической теории инфляции.

stream999


как я понимаю, это расширение самого пространства. но размеры - это характеристика, связанная с пространством. как может пространство расширяться само по себе? относительно чего?
"Пространство само по себе" не расширяется. 1 метр как был один метр во времена большого взрыва, так и будет им, пока будет от чего его отмерять. "Пространство само по себе" это - модель, абстракция, бесконечная геометрическая сетка.
Физический вакуум заполняет не все "пространство", а лишь определенную его часть, которую достигла вселенная после большего взрыва, за прделами этой части нет ничего и даже пространства, в привычном его понимании.
То же самое касается времени.

Kevin111

Физический вакуум заполняет не все "пространство", а лишь определенную его часть
лол. а как называется остальная часть пространства, которая не заполнена физическим вакуумом?

stream999

Для наблюдателей Вселенной остальной части "пространства" не существует, там не действуют законы физики, там нет материи, носителем которых она бы являлась. Измерение, как таковое, там невозможно.
Возможно в этой умозрительной Вселенной происходят другие Большие взрывы (теория инфляции что-то говорит об это но невозможно представить, что если два этих взрыва будут иметь пересечение.

Kevin111

так если ничего нет и сказать ничего нельзя и даже вакуума нету, может и нету ничего?
мне лично гораздо понятней представлять пространство как замкнутое, ограниченное условно говоря в 4-мерном пространстве, но не имеющее границ в трехмерном по типу как двумерное пространство в виде трехмерной поверхности сферы, или, к примеру, как гипертор, как если у кубика попарно проассоциировать грани.
в обоих случаях "вне" вселенной начинает относиться к дополнительному измерению и не нужно считать существующим бесконечное пространство не заполненное даже вакуумом.

antcatt77

чем заполнено дополнительное измерение?

Kevin111

нашей вселенной.
откуда представление о бесконечном пространстве, которое должно быть чем-то заполнено?

Sergey79

так если ничего нет, может и нету ничего?
:grin: как бы да, а что?
математически мы можем описать вселенную при помощи геометрии многообразий. Тогда координаты - это просто математическая абстракция.
физически мы описываем вселенную при помощи геодезических, которые занимают ограниченную область.

Sergey79

мне лично гораздо понятней
кстати, есть и замечательный принцип голографии, согласно которому, например, все наше пространство - просто выдумано нами (например как "вкус" еды это такая человеческая обработка химических свойств еды а реально есть _совсем_ другое пространство.

blackout

Напомнило:
На самом деле Илиаду и Одиссею написал не Гомер, а _совсем_другой древний грек с тем же именем.

stream999


нашей вселенной.
Есть много определений вселенной, я так понимаю ты имеешь в виду некую Мультивселенную, с непересекающимися большими взрывами?

unlim7729

Про размер Вселенной

А какой смысл вообще об этом говорить, если никаких практических полезных вещей из этого извлечь не можем?
Получаются этакие сказки для взрослых.

Valeryk

Правильно. Лучше сходить водки выпить.

Rastreador


А какой смысл вообще об этом говорить, если никаких практических полезных вещей из этого извлечь не можем?
Получаются этакие сказки для взрослых.
А какой смысл жить и извлекать полезные практические вещи?

Sergey79

В данном контексте Одиссея - это поэтическая обработка Гомером книги Москва-Петушки.

popov-xxx25

Вселенная в поперечнике
У Вселенной же нет поперечника. :o А есть разные меры расстояния, ни одну из которых в общем-то нельзя считать "поперечником". http://en.wikipedia.org/wiki/Distance_measures_%28cosmology%... Да и таки по-моему бессмысенно натягивать какую-то из них до 150 млрд св. лет.

popov-xxx25

расширяться само по себе? относительно чего? и почему оно вообще расширяется?
Дабы избежать поломок мозга, наверное можно принять такое объяснение:
- измерение расстояний (а вместе с тем и понятий расширения/сжатия) у нас связано (по определению) с распространением света между двумя точками
- законы, которые задают правила распространения света — они же фактически задают нам метрику пространства (в общем случае — кривую)
- согласно "догматике" ОТО эти законы связаны с распределением плотности энергии материи (и, как оказалось, ещё и некой субстанции наречёной лямбда-членом)
- решение физических уравнений, которые как раз всё вышеперечисленное описывают (типа уравнения Эйнштейна) приводит к нестационарной метрике (что, впрочем, проявляется только на космологическсих масштабах). Так что расстояние между "предоставленными самим себе" (никак между собой не взаимодействующими) объектами увеличивается со временем (свет так распространяется) по закону Хаббла. Это просто такой какбе аналог состояния покоя невзаимодействующих тел в классическсой инерциальной системе отсчёта. Там они просто безразлично висят на своём месте, а в ОТО-космологии они так же безразлично висят на своих местах, но эти места потихоньку разъезжаются.
Если тела более-менее связаны (например, гравитационно то космологическсое расширение вселенной на них не действует и они не разъезжаются., т.е. расстояния между ними, измеренные по прохождению света, должны оставаться постоянными и не зависящими от времени. Т.е. атом водорода имеет один и тот же размер что в наше время, что на красном смещении 1000.

seregaohota

а когда появились атомы после Big Bang? На красном смещении 1000 наверно еще нет водорода?

Sergey79

Если тела более-менее связаны (например, гравитационно то космологическсое расширение вселенной на них не действует и они не разъезжаются.,
Однако это не относится к ранней вселенной

popov-xxx25

На красном смещении 1000 наверно еще нет водорода?
Уже есть, на 1100 он начал рекомбинировать в атомарное состояние. http://en.wikipedia.org/wiki/Recombination_%28cosmology%29

popov-xxx25

Однако это не относится к ранней вселенной
Да, действительно, к совсем ранней это относиться не должно. Там как бы "взаимодействие через метрику" должно быть одним из самых сильных (насколько я понимаю, конечно, а я не космолог).

igor_56

Если тела более-менее связаны (например, гравитационно то космологическое расширение вселенной на них не действует и они не разъезжаются., т.е. расстояния между ними, измеренные по прохождению света, должны оставаться постоянными и не зависящими от времени. Т.е. атом водорода имеет один и тот же размер что в наше время, что на красном смещении 1000.
Не факт. Если отношение давления темной энергии к ее плотности меньше -1, то работает сценарий Большого Разрыва (шаблона) ( http://en.wikipedia.org/wiki/Big_Rip ) По этому сценарию мало того, что гравитационно связанные системы "порвутся", но и электромагнитно связанные системы, например атомы, ждет та же участь. В статье вон пишут, что если отношение равно -1.5, то все атомы вселенной "порвет" через 22 миллиарда лет.
зы: исходная статья на arxiv: http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0302506v1.pdf

popov-xxx25

Если отношение давления темной энергии к ее плотности меньше -1, то работает сценарий Большого Разрыва
Я только нашу вселенную имел в виду, без разрывов

igor_56

Так это и для нашей вселенной может оказаться справедливо. Отношение w точно пока не могут оценить (больше оно или меньше -1 насколько я знаю.

jasd323

кстати, есть и замечательный принцип голографии, согласно которому, например, все наше пространство - просто выдумано нами (например как "вкус" еды это такая человеческая обработка химических свойств еды а реально есть _совсем_ другое пространство.
но это совсем другой принцип.
принцип голографии говорит, что свойства окружающего мира записаны на далекой двумерной поверхности, окружающей нашу вселенную
например, показано соответствие теории струн в нашем мире и квантовой теории без гравитации на двумерной поверхности. там даже какие-то вычисления проводили - типа в теории струн они очень сложны, но переходили в соответствующую теорию на двумерной поверхности, считали там и ответ обратно переводили к законам привычного нам мира. и даже что-то там экспериментами подтверждалось.
а вообще, я так понимаю, теория голографии во многом обязана хокингу показавшему, что энтропия черной дыры зависит не от объема а от площади её поверхности. а энтропия черной дыры максимально возможная энтропия во вселенной.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: