|
Вселенная может расширяться быстрее света
|
|
|
|
Расширяющаяся вселенная лишь немного усложняет эту картину, потому что Вселенная категорически отказывается быть прямолинейной. Объекты все еще излучают свет, и этому свету требуется время, чтобы добраться от них сюда, но за это время Вселенная становится больше, а среднее расстояние между галактиками увеличивается (да, я знаю, что иногда галактики могут сталкиваться, но мы говорим о среднем, о больших масштабах).
|
|
|
|
Итак, когда мы видим изображение далекой галактики, и этот свет путешествовал миллиарды лет, чтобы наконец попасть в наши телескопы, мы не знаем, как далеко находится эта галактика прямо сейчас, в тот момент, когда мы получаем этот свет. Мы должны обратиться к космологической модели, которая учитывает историю расширения Вселенной, чтобы мы знали, насколько вселенная выросла за определенный промежуток времени.
|
|
|
|
Наша лучшая на данный момент модель Вселенной называется LCDM, которая включает в себя как темную материю (другой эпизод), так и темную энергию (другой эпизод). Мы можем обсудить относительные достоинства и недостатки LCDM (другой эпизод), но пока давайте просто примем это как данность, поскольку отклонения от LCDM на самом деле не сильно меняют картину.
|
|
|
|
|
|
|
Максимальное расстояние, которое мы можем видеть, - возраст Вселенной (13,77 миллиарда лет), при том, что космос все это время расширяется, - составляет около 45 миллиардов световых лет. Это расстояние называется горизонтом частиц, космологическим горизонтом или сопутствующим горизонтом, в зависимости от того, насколько стильно вы себя чувствуете в данный момент. Это размер нашего наблюдаемого пузыря, максимальный размер, который мы можем видеть в данный момент, сегодня.
|
|
|
|
Но подождите, разве 45 не больше, чем 13,77? Разве это не означает, что Вселенная расширяется быстрее света? Да, да, это так.
|
|
|
|
В этом нет ничего особенного. Это потому, что ограничение скорости света применимо только к локальным наблюдениям — я никогда не увижу, как мимо меня проносится ракета со скоростью, превышающей скорость света. Если вы думаете, что это какой-то обман, то это не так, так построена специальная теория относительности. Объекты на дальнем краю Вселенной могут развивать любую скорость, какую захотят, потому что они находятся далеко.
|
|
|
|
Фактически, мы можем рассчитать текущую скорость любого объекта, используя красное смещение. Если галактика удаляется от нас, то ее излучение смещается в более красную часть электромагнитного спектра. Именно так Эдвин Хаббл впервые обнаружил расширение Вселенной. И в расширяющейся Вселенной более удаленные объекты удаляются все быстрее и быстрее, потому что между ними и нами остается все больше пространства для расширения.
|
|
|
|
А точка поворота, в которой объекты будут удаляться от нас быстрее света, находится как раз на расстоянии Хаббла, на расстоянии 13,77 миллиарда световых лет.
|
|
|
|
Мы все еще можем видеть эти галактики, потому что их свет был испущен давным-давно, когда они были намного ближе к нам. И если мы подождем достаточно долго, мы все еще сможем увидеть некоторые галактики позади них, потому что, опять же, эти галактики также были намного ближе к нам. Но всему есть предел. Это называется космологическим горизонтом событий (который совсем немного отличается от горизонта событий черной дыры). Он находится на расстоянии около 17 миллиардов световых лет от нас. Любой свет, излучаемый сейчас с такого расстояния, никогда не достигнет нас, как бы долго мы ни ждали.
|
|
|
|
А ускоряющаяся вселенная, в которой доминирует темная энергия, усугубляет ситуацию. В будущем горизонт космологических событий будет продолжать расти, но в конечном итоге достигнет предела в 60 миллиардов световых лет. Но это не значит, что мы сможем увидеть все.
|
|
|
|
Излучение от самых отдаленных галактик претерпит красное смещение до таких длин волн, что, по сути, станет невидимым. Примерно через 100 миллиардов лет все, что находится за пределами Местной группы галактик, исчезнет из поля зрения навсегда.
|
|
|
|
Источник
|
