Sterrekunde

As voorwerpe nie beweeg as die heelal uitbrei nie, hoe kan die uitbreiding rooi verskuiwing tot gevolg hê?

As voorwerpe nie beweeg as die heelal uitbrei nie, hoe kan die uitbreiding rooi verskuiwing tot gevolg hê?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek benader hierdie onderwerp vanuit 'n leek se perspektief en beskou dit as 'n logiese raaisel, maar as iemand my probeer om die logika te aanvaar, word ek nooit oortuig deur hul argumente nie.

Volgens die wiki-bladsy oor die uitbreidende heelal, brei die heelal uit (dit is hoe ons rooi verskuiwing van ver sterrestelsels sien), maar hierdie uitbreiding lei nie tot die beweging van voorwerpe oor die ruimte weg van mekaar nie. In plaas daarvan is hierdie uitbreiding die vorming van 'n nuwe ruimte sodat al die voorwerpe in die ruimte 'n statiese verhouding met die ruimte handhaaf.

Dit behoort te beteken dat dit, as die lig geproduseer word deur 'n verre ligbron wat van ons af uitbrei, nie van die foton af wegbeweeg nie. Die foton beweeg dan oor die ruimte en dit neem langer as gevolg van die uitbreiding, maar sodra die foton naby die aarde in die ruimte is, beweeg die aarde nie van die lig af nie. Teen die tyd dat die lig op dieselfde afstand van die teleskoop is as 'n flits wat voor die teleskoop gehou word, beweeg die teleskoop nie meer van die foton weg as wat dit wegbeweeg van die foton wat deur die flitslig geproduseer word nie.

Dus, AS die uitbreiding nie die gevolg is van beweging oor die ruimte nie, HOE wys ons rooi verskuiwing ??????

Nog 'n opmerking, lekeperspektief
Die rede waarom dit sinvol kan wees dat voorwerpe ver genoeg van ons vinniger van ons kan uitsit as die spoed van die lig (wat die rede is waarom teleskope nie verder kan sien nie), is dat hierdie voorwerpe nie oor die ruimte beweeg om hierdie uitbreiding te bewerkstellig nie.

Nog 'n opmerking met verwysing na die Raisin Cake. die uitbreiding van die heelal as 'n rosynekoek swelling te verstaan, daarom bly die werklike koek wat in kontak is met enige rosyntjie in kontak met die rosyntjie ,, die rosyne beweeg nie deur die koek nie ,,, WOONSTEL. MAAR in die ruimte beweeg die rosyne eintlik deur die koek. Die FOTO wat oor die ruimte beweeg vanaf die verre ligbron na die teleskoop, beweeg ook deur die ruimte. Daarbenewens is dit NIE nuttig om aan hierdie transaksie van energie in 'n rosyntjiekoek te dink nie, want die rosyne beweeg wel dwarsdeur die ruimte terwyl die koek opswel, maar dit is NIE hoe ons die voorwerpe in die ruimte wat van ons af uitbrei, kan verstaan ​​nie op die aarde vinniger as die ligspoed.


Die rooi verskuiwing word inderdaad nie veroorsaak deur die beweging van die voorwerpe nie, maar deur die uitbreiding self. Dit is 'n teoretiese resultaat van die oorweging van die FLRW-maatstaf vir 'n ligstraal wat op 'n nul geodetika beweeg.

'N Afleiding kan hier gevind word.

Die kosmologiese rooi verskuiwing $ z $ word gegee deur $ z + 1 = 1 / a $, waar $ a $ is die skaalfaktor (die grootte van die heelal) op die tydstip waarop die lig uitgestraal is. Let op dat hierdie resultaat nie omgee nie hoe die Heelal uitgebrei. In beginsel kan u 'n heelal voorstel wat staties was toe die lig uitgestraal is, en staties as die lig waargeneem word, maar uitgebrei word deur die faktor $ a $ op 'n stadium tussenin, sou jy dieselfde rooi verskuiwing waarneem asof daardie heelal intussen geleidelik uitgebrei het. Dit staan ​​in skerp kontras met 'n normale Doppler-verskuiwing, waar dit in so 'n hipotetiese geval geen rooi verskuiwing is nie.

Let ook op dat sterrestelsels vinniger terugtrek as die ligsnelheid $ c $ is geen belemmering vir ons om hulle te sien nie; alle sterrestelsels met 'n waargenome rooiverskuiwing groter as $ z simeq1.4 $ vinniger terugtrek as $ c $. Die mees waargenome sterrestelsel GN-z11 het 'n rooi verskuiwing van $ z = 11,09 $, en trek af by $ v simeq2.2c $. Toe dit die lig wat ons sien uitstraal, het dit nog vinniger teruggetrek, naamlik by $ v simeq 4.3 c $. Sien die mier op 'n "paradoks" van 'n rubberkoord vir 'n intuïtiewe verduideliking.


As voorwerpe nie beweeg as die heelal uitbrei nie, hoe kan die uitbreiding rooi verskuiwing tot gevolg hê?

Omdat die voorwerpe is beweeg in verhouding tot mekaar. Nie een beweeg deur die ruimte nie, maar die ruimte brei uit. Dus is twee sterrestelsels wat vroeër 1 miljard ligjare uitmekaar was, nou 2 miljard ligjare uitmekaar.

Volgens die wiki-bladsy oor die uitbreidende heelal brei die heelal uit (dit is hoe ons rooi verskuiwing van ver sterrestelsels sien), maar hierdie uitbreiding lei nie tot die beweging van voorwerpe oor die ruimte weg van mekaar nie. In plaas daarvan is hierdie uitbreiding die vorming van 'n nuwe ruimte sodat al die voorwerpe in die ruimte 'n statiese verhouding met die ruimte handhaaf.

Ja, hulle handhaaf 'n statiese verhouding met hul plaaslike ruimte, maar nie met mekaar nie. Kyk na die rosynkoek-analogie. Die sterrestelsels beweeg uitmekaar omdat dit ingebed is in die ruimte wat uitbrei.

Dit behoort te beteken dat dit, as die lig geproduseer word deur 'n verre ligbron wat van ons af uitbrei, nie van die foton af wegbeweeg nie. Die foton beweeg dan oor die ruimte en dit neem langer as gevolg van die uitbreiding, maar sodra die foton naby die aarde in die ruimte is, beweeg die aarde nie van die lig af nie. Teen die tyd dat die lig op dieselfde afstand van die teleskoop is as 'n flits wat voor die teleskoop gehou word, beweeg die teleskoop nie meer van die foton af nie, maar net van die foton wat deur die flitslig geproduseer word. Dus, AS die uitbreiding nie die gevolg is van beweging oor die ruimte nie, HOE toon ons rooiverskuiwing?

Omdat die ruimte uitbrei, beweeg twee sterrestelsels dus uitmekaar, dus het hulle 'n relatiewe snelheid, sodat die foton rooi verskuif lyk. Dit is nie eintlik verander nie. Dit het geen energie verloor nie. As u van 'n ligbron af wegbeweeg, lyk dit rooi verskuiwing, maar die lig het nie verander nie, maar eerder verander. Kosmoloog Tamara Davis sê dieselfde in die Scientific American-artikel van 2010 Lek die heelal energie ?:

Beeld deur Tamara Davis en Scientific American, sien lek die heelal energie?

Die rede waarom dit sinvol kan wees dat voorwerpe ver genoeg van ons vinniger van ons kan uitsit as die spoed van die lig (wat die rede is waarom teleskope nie verder kan sien nie), is dat hierdie voorwerpe nie oor die ruimte beweeg om hierdie uitbreiding te bewerkstellig nie.

Ons kan sterrestelsels sien wat altyd vinniger van ons afgeval het as lig. Sien Uitbreiding van verwarring: algemene wanopvattings oor kosmologiese horisonne en die superluminale uitbreiding van die heelal deur Tamara Davis en Charles Lineweaver. Sien ook die mier aan die rubber tou


Volg die groeiende Heelal Lorentz-inkrimping?

Aangesien voorwerp skei met 'n terugtrekkende snelheid wat eweredig is aan die afstand, lyk dit gepas om te dink dat voorwerpe en ruimte self, wat op 'n afstand geleë is wat voldoende ver weg is (en verder) as die resessiesnelhede groot genoeg is om Lorentz-lengte-sametrekkingseffekte merkbaar wees.

Na aanleiding van hierdie logika, lyk die heelal vlakker in die rigting van uitbreiding op afstande waar resessiesnelhede naby c is. Op die punt waar die terugtaksnelheid c is, sal die lengte van enige voorwerp (en die ruimte wat dit bevat) in die rigting van uitbreiding nul wees. Dit lyk natuurlik asof dit die horison van die waarneembare heelal sou beïnvloed.

Dit is egter duidelik nie soos dit is nie. Daar is diepte waargeneem ver buite die punt waar die terugtaksnelheid c bereik, en daar is nie so 'n afplatting nie.

Die enigste verklaring wat ek kan uitdink, is dat Lorentz-uitbreiding slegs van toepassing is op traagheidsraamwerke, en natuurlik is die uitbreidende heelal met 'n snelheid wat differensieel toeneem met die afstand, daar bestaan ​​nie iets soos traagheidsraamwerke nie, maar tog lyk dit asof relatiewe effekte moet wees opmerklik in ander as rooi verskuiwings.

Wys my asseblief na waar ek 'n verduideliking moet soek, dankie.


Hoe kan ons lig presies meet en hoe kan die heelal uitbrei?

Hoe is dit moontlik dat ons die spoed van die lig so presies kan meet ?? Die spoed van iets kan slegs gemeet word aan die hand van 'n ander voorwerp; ons kan nie net die spoed van lig in twee rigtings meet nie en die presiese snelheid hê waarteen daardie punt in die aarde beweeg (C - gemeet C = spoed daarvan punt van die aarde.

Ekstra vraag: hoe brei die heelal uit? Ek het 'n groot teorie hieroor, maar hoe kan ons die uitbreiding van die heelal meet? Dit het geen sin vir my nie, want as die heelal uitbrei, brei ons ook uit, hoe kan ons weet dat wat ons as 10 meter beskou, nou 20 meter is as ons instrumente vir maatreëls ook uitgebrei het en ons eie liggaam, verstand, oë , atome, en selfs die fotone in die heelal het ook uitgebrei?

Ek sê dit veroorsaak dat wetenskaplikes sê die heelal brei vinniger uit as die snelheid van die lig.

Ekstra ekstra bonus laaste baas maklike vraag

Hoe kan iets nie die spoed van die lig slaag as die momentumformule f = m.v is f krag, m massa en v volume. Om iets van 1 kg vinniger as die ligspoed te beweeg, benodig u meer newton as die snelheid van die lig, neem 'n newton altyd dieselfde energie om te bereik of neem een ​​newton meer energie in verhouding tot die een wat voorheen toegepas is?

Dankie by voorbaat vir die skoonmaak van my kop! Ek dink baie oor hierdie dinge, maar die skool is kak, ek & # x27m 16 en ons leer beweging; ek wil leer oor plankies wat nie a.t + iv = fv fokken nie, dit is 'n maklike vervelige kak. (Jammer vir klein uitbarsting)

Edit: dit is my rekord van internetpunte op hierdie webwerf, dankie aan almal vir die antwoord.

Die spoed van iets kan slegs gemeet word aan die hand van 'n ander voorwerp, kan ons nie net die spoed van lig in twee rigtings meet nie

Die spoed van lig is altyd dieselfde, selfs as jy beweeg. Dit versnel net hieronder die relatiewe spoed van die lig.

Wat u beskryf, is byna presies die Michelson-Morley-eksperiment - om die snelheid van die lig in twee rigtings te meet. Maar dit werk nie, want lig is altyd gemeet om teen c te beweeg, selfs deur twee mense wat dieselfde lig meet, maar self met verskillende snelhede beweeg.

Ruimte en tyd & quototateer & quot in mekaar terwyl u spoed verander op 'n manier wat in wese saamwerk om die spoed van die lig te handhaaf terwyl u dit meet. Wat een eksperiment as ruimte (en tyd) sien, is nie heeltemal dieselfde as wat 'n ander (relatief bewegende) eksperiment as ruimte (en tyd) beskou nie.

Die kaping van hierdie top kommentaar om 'n ander verwante vraag te stel:

Ons weet dat die gevolge van tydsverwyding eksponensieel toeneem namate ons c nader, met die tyd letterlik & quotvries & quot by C (wat ons weet onmoontlik is vir enige massa-voorwerp). In 'n teoretiese heelal waar c reis moontlik is, is die reis vanaf enige twee punte in die heelal letterlik oombliklik. Met die oog hierop, en met die ooglopende begrip dat lig geen konsep van & quot; tyd het nie & quot sou ons nie aanneem dat lig wat deur die oerknal uitgestraal is, die rand van die huidige heelal bereik het nie. onmiddellik? Soos in, is die ouderdom van die heelal 0? Hoe smelt ons ons persepsie van tyd en die gemete ouderdom van die heelal saam met die feit dat die verwysingsraamwerk wat die lig van die oerknal uitstraal, geen tydsverloop beleef het nie?

Ek dink 'n meer direkte manier om hierdie vraag te stel, is dit: ek verstaan ​​dat die ervaring van tyd heeltemal relatief is, en dat daar in wese nie aan die berekende ouderdom van die heelal gedink moet word in ons konsep van hoe & quotlong & quot 'n jaar is nie-- dit is letterlik die aantal kere wat die aarde om die son gesirkel het (of sou wees as dit bestaan), wat objektief en meetbaar is. Maar ek kan nie net my gedagtes omvou oor die feit dat die ouderdom van die heelal in bestaande verwysingsraamwerke nul bly nie

Sou daar iets vreemds gebeur as die lig op die een of ander manier met 'n laer of hoër spoed beweeg? Sou dit uiteindelik iets anders as lig word?

Op die eerste vraag. U kan die snelheid meet deur twee horlosies te sinkroniseer, een baie ver weg te neem en dan 'n voorwerp op 'n baie spesifieke tydstip van die een na die ander te stuur en dan te tel hoe lank dit duur voordat dit aankom. As u metings voldoende vinnig is, kan u selfs die vertraging van die lig op baie klein afstande in verwerkers meet.

By die tweede vraag. Ek weet nie veel van die besonderhede agter die meganismes van die uitbreiding van die heelal nie, maar dit is nie soveel dat alles net groter word nie, maar dat die ruimte waarin voorwerpe geleë is, groter word. Dit werk soos 'n soort krag wat die inhoud binne-in die ruimte versnel. Solank die kragte wat voorwerpe bymekaar hou, groter is, sal die voorwerpe nie self in grootte groei nie. Ons weet dat dit uitbrei omdat ver voorwerpe van ons af wegbeweeg, wat 'n dopplerverskuiwing veroorsaak in die frekwensie waarteen hulle hul lig stuur. Hulle lyk meer rooi as hulle van ons af wegvlieg en meer blou as hulle na ons toe beweeg. Soortgelyk aan hoe 'n ambulans anders klink as dit by jou kom en van jou af wegbeweeg.

Die formule f = mv is nie korrek nie. Dit moet F = m weesa. Waar alles dieselfde is, maar a, is die versnelling. Hierdie vergelykings moet egter reggestel word as u relatiwiteit in ag neem wat ons snelheid beperk en die vergelykings word baie ingewikkelder tot 'n punt waar ek nie gemaklik is om in detail in te gaan nie en ek dink ook nie dit sal u te veel help nie. punt. Ek dink die belangrikste les vir u om hiervan weg te neem, is dat sommige vergelykings in fisika nie perfek is nie, maar net goed genoeg is onder sekere omstandighede en solank u byvoorbeeld nie 'n beduidende fraksie van die ligspoed gaan nie. Die beginsels wat sal gebeur sodra u die spoed van die lig bereik, is dat die tyd nie ewe vinnig beweeg vir verskillende verwysingsraamwerke nie, wat veroorsaak dat allerhande nie-relativistiese fisika ophou werk.

As iets regtig vinnig verloop (byvoorbeeld 99,99% ligspoed), sal die tyd vanuit die perspektief van 'n stilstaande waarnemer & # x27 amper & # x27 stilstaan. Hier kan u die probleem met definisies van krag sien.

& quot Die formule f = mv is nie korrek nie. Dit moet F = ma wees. & Quot

Soos die OP Momentum genoem het, dink ek dat die regstelling in sy vergelyking nie & # x27t & quotv & quot aan & kwota & quot is nie, maar & quotf & quot na & quotp & quot. p = mv is die regte vergelyking vir momentum

Die eerste eksperiment waaroor u gepraat het, maak in my gedagtes nie sin nie, wat het die stuur van 'n voorwerp tussen twee punte te doen as u dit nie met die ligspoed kan stuur nie?

Hoe kan dit dan uit u tweede antwoord uitbrei, maar dit beteken nie as swaartekrag tussen hulle is nie? Voorwerpe ver weg het swaartekrag teenoor hul eie deeltjies. As die kragte wat hulle uitmekaar trek & quot sterker is as die swaartekrag wat dit het teenoor die heelal, dan brei hulle nie uit nie, hulle beweeg net in 'n rigting, ek onthou dat ek gelees het dat die heelal met 'n toenemende tempo uit te brei, sodat dit óf met sy eie atome uitbrei, ook uitbrei, sodat dit 'n logiese dwaling het (dit kan nie verkeerd bewys word nie), of dat dit nie uitbrei nie en dat dit net deur ander dinge uitmekaar getrek word buite die heelal, of is daar ander faktore wat ons nie in ag neem nie. Ek het vroeër gedink dat ons dinge nie baie ver van ons af kan sien nie, want ons is nie in die middel van die heelal nie en lig kan nog nie hier opgespoor word nie, maar idk.

U het my gedagtes skoongemaak by die derde vraag en my meer vrae vir die ander twee opgelewer, so baie dankie vir die antwoord.

Ons kan net die snelheid van die lig meet soos enige ander snelheid. Die spoed van die lig is slegs 300,000,000 meter per sekonde. Ons kan maklik dinge doen wat 1000 keer per sekonde of meer meet. Al wat u nodig het om die snelheid van die lig te meet, is 'n afstand van 150 kilometer, 'n spieël en 'n bemonsteringssnelheid van 1000 keer per sekonde. Dit is presies hoe ons die eerste meting van die snelheid van die lig gekry het. Ons het 'n polsende ligstraal geskep en daarna op 'n spieël geskiet en daarna 'n draaiende skyf gehad wat ons die toeren van die emitter kon verander, sodat ons baie presies kan meet wat die reistyd van die pulse is.

Ons eie liggame, atome en oë brei nie uit nie. Die krag wat alles van mekaar af wegstoot, is belaglik swak en byna enige voorwerp en swaartekrag kan dit oorkom. Die ruimte tussen sterrestelsels is egter baie baie groot, baie groter as die ruimte binne in sterrestelsels. Die donker energiekrag wat die heelal laat uitbrei, is groter as die ongelooflike klein krag wat sterrestelsels na mekaar toe trek, sodat sterrestelsels van elkeen af ​​wegbeweeg ander, maar die kragte binne sterrestelsels en tussen baie noue sterrestelsels soos ons eie plaaslike groep is meer as genoeg om die dinge bymekaar te hou.

Die snelheid van die lig werk nie soos u dink dit werk nie, en het niks met die lig self te doen nie. Wat ons die snelheid van die lig noem, is eintlik die snelheid van oorsaaklikheid. Die lig in sy eie verwysingsraamwerk beweeg amper oneindige afstand in byna geen tyd nie. Lig beweeg baie baie vinniger as die ligspoed in sy eie verwysingsraamwerk. Dus werk f = ma tot in die oneindigheid in u eie verwysingsraamwerk. Dit is net buite stilstaande waarnemers wat sien hoe die lig teen die snelheid beweeg. Ons weet nie regtig wat dit veroorsaak nie, maar een teorie is dat dit die Higgs-veld is. Die Higgs-veld is 'n see van kwantumdeeltjies wat die heelal vul en massa voorwerp aan voorwerpe in die heelal, wat hulle laat wissel met ander voorwerpe.

As u vertroud is met hoe die klanksnelheid in 'n medium werk, kry ons die klanksnelheid omdat dit die maksimum snelheid is wat deeltjies in lug, staal of water 'n golf van een deeltjie na 'n ander kan oordra. Daar word vermoed dat die spoed van die lig / die oorsaakspoed op dieselfde manier werk. As u van een plek na 'n ander in die heelal beweeg, moet u massa saamgaan voordat u weer kan beweeg. As u vinniger en vinniger beweeg, het die Higgs-veld probleme om u massa van die deeltjies op u vorige posisie af te gee, vinnig genoeg na u nuwe posisie. Omdat u nie tyd sonder massa kan ervaar nie, ervaar u hierdie vertragings nie met die Higgs-veld wat u posisie bywerk nie, maar waarnemers van buite sien dat u in slow motion beweeg, soos om na 'n laggy video op YouTube te kyk wat voortdurend buffer. Net omdat mense wat na 'n video kyk van 'n SR-71 Blackbird met 'n baie stadige buffer, dit meer tyd neem om 'n afstand oor te steek, beteken dit nie dat die vliegtuig in die video 'n bietjie stadiger gaan nie. Die vliegtuig beweeg steeds belaglik vinnig, dit is net dat u as 'n waarnemer van buite ervaar dat dit baie stadiger beweeg as gevolg van die buffering. Ook waarnemers van buite sien dinge beweeg teen of naby die ligspoed met geleidelik meer buffering. Die dinge wat naby die ligspoed gaan, beweeg nog steeds ongelooflik vinnig, kwadriljoene meter per sekonde of meer in hul eie verwysingsraamwerke, maar ons kan hul posisies slegs met 'n maksimum snelheid van ongeveer 300 miljoen meter per sekonde opdateer as ons die voorwerpe waarneem. .


ELI5: Hoe kan die deursnee van die heelal sy ouderdom oorskry?

Eintlik, hoe kan die heelal 93 miljard ligjaar breed wees as dit net 13,8 miljard jaar oud is en niks vinniger as lig kan beweeg nie?

Niks kan vinniger deur die ruimte beweeg as lig nie. Maar ruimte kan doen wat hy wil. Sover ons kan sien, brei die heelal vinniger uit as die ligspoed.

Ons kan lig sien van voorwerpe wat 13,8 miljard jaar gelede uitgestraal is. Hierdie voorwerpe, as dit nog bestaan, is nou baie verder weg (45 miljard ligjare) as gevolg van die uitbreiding van die ruimte.

Ek het gedink neutrino's kan?

Of meer waarskynlik is dit net 'n verkeerde teorie vir wat ons nog nie verstaan ​​nie.

Die uitbreiding van Ruimtetyd kan vinniger wees as die snelheid van die lig. Wat eintlik is Ruimtetyd? Niemand weet. Op een of ander manier is tyd en ruimte die & # x27same & # x27, soort van. Maak dit sin? Nee dit doen nie.

Hier is iets anders wat nie sin maak nie, maar waar is -

Die snelheid van die lig verskil van enige ander snelheid, en lig kan basies tower. Lig kan basies net tyd ignoreer en bestaan ​​daarin & # x27s & quotown tyd & quot. Die snelheid van die lig is konstant, ongeag die snelheid van die waarnemer. Dit beteken, maak nie saak hoe vinnig jy beweeg nie, die snelheid van die lig sal altyd van jou af weg beweeg teen die snelheid van die lig.

Gestel jy staan ​​stil en 'n motor ry 60 km / h verby jou. Daardie motor sal van jou af weg beweeg. 60 km / h, of hoe?

Sê nou jy is in 'n motor wat 30 km / h ry, en 'n ander motor ry 60 km per uur verby jou. daardie ander motor beweeg net 30 km / u van jou af, want jy maak die helfte van die verskil uit.

Lig doen dit nie. As u stilstaan ​​en 'n flits aanskakel, sal die balk by u wegbeweeg. die spoed van die lig, of hoe?

Maar. as jy in die ruimteskip die helfte van die ligspoed beweeg en 'n flitslig vorentoe aanskakel by die kajuit, sal die straal steeds teen die ligspoed van jou af wegbeweeg. Alhoewel u die helfte van die verskil maak, maak dit nie saak nie, vanuit u perspektief sal die lig steeds teen die volle spoed van lig van u af wegbeweeg. En die lig het nie vinniger geword nie, net. doen dit in elk geval. En iemand wat jou dophou, sal sien dat die snelheid van die lig net dieselfde ligspoed verloop.

Dit gebeur omdat tyd eintlik veranderings, dit word tyddilatasie genoem. Spoed verander eintlik hoe tyd werk, en vir iemand wat die helfte van die ligspoed gaan, beweeg die tyd eintlik stadiger vir hulle, wat lig die kans gee om dit konstant te handhaaf.

Hoe is dit moontlik? Dit is nie, maar dit is in elk geval steeds. Hoe? ons weet nie.

Dit is moontlik, want daar bestaan ​​nie tyd vir lig nie. Dit stop heeltemal teen die ligspoed

Dankie daarvoor. Ek geniet dit om nuwe dinge te leer, en dit is baie interessant en verwarrend.

Ek vertel mense steeds: die spoed van die lig is net die weergawelimiet van die universele rekenaar.

Baie massa = baie deeltjies wat beweeg = is gelyk aan baie berekeninge wat nodig is om dinge weer te gee. Dinge wat regtig vinnig beweeg = baie ekstra berekening.

Die snelheid van die lig is net die boonste limiet vir hoe vinnig dinge binne 'n gegewe verwysingsraamwerk kan beweeg. Daarom beweeg die skip teen 0,5 sentjies met dieselfde snelheid weg. Binne die verwysingsraamwerk is dinge redelik staties en optree die lig soos verwag as u nie beweeg nie. Vir 'n waarnemer gebeur daar egter vreemde dinge omdat dit aan die buitekant in 'n verskillende verwysingsraamwerk is, wat ook skielik 'n voorwerp moet skyn wat ligte uitsteek wat teen hoë snelheid beweeg. Tyd word dus verander.

Dit is soos die spel Eve Online. As baie skepe in dieselfde gebied is, kan die bedieners alles op normale snelhede lewer, sodat almal se optrede stadiger verloop.

Goeie verduideliking maar effens af.

As u in 'n motor was wat 30 mph beweeg en 'n bal 20 mph gooi, sou dit lyk asof die bal 20 km / h beweeg terwyl die bal in werklikheid 50 km / h na die man aan die kant van die pad beweeg (ons sal # x27 noem hom Carl). As u 'n flitslig geskyn het, lyk dit asof die ligstraal die snelheid van die lig (soos dit is) gaan. Dit beteken dat die skyn van die flitslig dieselfde resultaat het as om die bal te gooi, ten minste vir die persoon in die motor.

Waar dit nou verskil, lyk dit asof die bal 50 km / u (30 km / uur (20 km / uur) + 20 km / uur (balsnelheid)) na Carl gaan, maar die flitsligstraal is NIE 30 km / uur (motor) nie. spoed van lig. Dit gaan steeds met die spoed van die lig en nie meer nie. Dit beweeg eintlik na die gebied van potensiële tydreise. Ongelukkig is ek nie slim genoeg om selfs die basiese beginsels van die teorie te verduidelik nie, en is ek tans te hoog om 'n oortuigende leuen te probeer opmaak.

Hoe dit ook al sy, hou die hele nag deur om te probeer slaap terwyl jou brein met mal teorieë vorendag kom wat jy die oggend sal vergeet.

My begrip daarvan is soos volg:

As mense sê & quotspace brei uit & quot, is die algemene begrip dat ons almal wegbeweeg van die & # x27grond zero & # x27 (dws die punt in die ruimte waar die heelal begin het)

Soos sommige ander genoem het, blyk dit egter dat elke punt in die ruimte wegbeweeg van elke ander punt. Waar jy ook al staan verskyn om & # x27grond nul & # x27 te wees. Wat dit beteken, is daar geen regte & quotcentre & quot of & quotground zero & quot wat 'n plaas in die ruimte waar die aanvanklike ontploffing begin het.

In plaas daarvan is & quotspacetime & quot meer soos die vel van 'n ballon. Dit & # x27s opblaas en strek. By die & quotbeginning & quot, was die ruimte 'n afgeblaasde ballon, met al die sake op sy oppervlak en baie naby - ons is redelik seker oneindig naby, maar dit is 'n storie vir 'n ander keer.

Dan begin die ballon opblaas. Die punte op die oppervlak van die ballon (die saak) beweeg nie deur die ruimte weg van mekaar - eerder die ruimte tussen die punte strek.

Nou, materie, energie, subatomiese deeltjies, noem maar op - die wet op snelheidsbeperking is, na ons beste wete, universeel. Nie een van hierdie dinge kan nie beweeg deur die ruimte vinniger as die spoed van lig. Maar daar & # x27s & # 39; n beweging & quot gebeur as die heelal uitbrei nie. Die ballon brei eerder uit sodat daar basies regverdig is meer spasie tussen enige twee punte.

Die & # x27universele spoedbeperking & # x27-wet word opgelê aan dinge wat in die ruimte beweeg - bv. 'n punt op die oppervlak van ons ballon, wat fisies na 'n ander punt langs die oppervlak van die ballon beweeg. In ons analogie, soos die ballon opblaas (die heelal brei uit), is die punt nie eintlik nie verander dit & # x27s posisie.

Aangesien daar geen beweging is nie, oortree niks die universele spoedbeperkingswet nie. Die heelal groei eenvoudig en strek.

Ten minste is dit die redenasie soos dit daar uitsien (en soos ek dit verstaan).


14 Antwoorde op & ldquoHoe kan sterrestelsels vinniger afneem as die snelheid van die lig? & Rdquo

Met betrekking tot: & # 8220Hoe kan sterrestelsels vinniger afneem as die spoed van die lig & # 8221

Daar is gesê: & # 8220En dit is moontlik dat dit lyk asof hulle (sterrestelsels) vinniger van ons af wegbeweeg as die ligspoed. Op daardie stadium sou lig wat die verre sterrestelsel verlaat ons nooit bereik nie. As dit gebeur, sal die sterrestelsel net vervaag as die laaste fotone die aarde bereik, en dan sal ons nooit weet dat dit ooit daar was nie & # 8221.

Ek verstaan ​​nie waarom sy lig ons nooit sal bereik nie & # 8212 As lig teen die snelheid van die lig beweeg, lyk dit asof dit ons uiteindelik sal bereik, ongeag watter snelheid die sterrestelsel beweeg. Die frekwensie daarvan sal beslis verminder word en # 8212 grootliks rooi word. Dit lyk vir my dat dit net 'n kwessie van tyd sou wees vir 'n gegewe foton om ons te bereik & # 8212 hoe verder dit is hoe langer dit sal neem om ons te bereik.

As 'n voorwerp baie naby aan ons was, maar met 'n vinniger snelheid as die ligspoed van ons af wegtrek, sou ons dit nog nie kon waarneem nie, maar met 'n laer, rooi frekwensie?

Dankie vir die geleentheid om kommentaar te lewer.

Die lig sou ons nie bereik nie, want lig het nog net 13,7 miljard jaar gehad om ons te bereik. As gevolg hiervan kan dit moontlik wees dat iets 15 of 20 miljard ligjare weg is en dat ons dit nie sou weet nie, want dit sou nog 'n paar miljard jaar neem om ons te bereik.

Die uitbreiding van die heelal is baie soortgelyk aan die bak van koekies. Voorgee dat sterrestelsels die sjokoladeskyfies in die koekies is - as u dit kook, beweeg die skyfies nie van mekaar af nie. Dit brei die deeg uit. Ruimte werk presies so.

Hmm. . . interessante vraag. Ek vermoed dat die ruimte self staties van vorm kan wees. Dit is sterrestelsels wat daardeur beweeg eerder as daarmee. Waarom vlieg sterrestelsels letterlik teen 'n vinnige tempo uitmekaar? Hierdie verskynsel kan gedryf word deur die ekwivalent van & # 8220like polariteitsafstoting & # 8221 wat in stryd is met die aantrekkingskrag van swaartekrag. So. . . & # 8220Hoe kan sterrestelsels vinniger afneem as die ligspoed? & # 8221 Waarom nie! Ons weet of ten minste dink ons ​​dat ons weet dat 'n resessie koers van rooi verskuiwing 'n werklike versperring kan wees wat oorgesteek word deur vinniger terug te gaan as lig om nooit weer gesien te word nie. As dit feitlik naby is, dui dit daarop dat die waarneembare gedeelte van ons heelal 'n uiters klein deel is van 'n onbegryplike breekbuigende totale heelal. Weereens, waarom nie? Is daar fisiese wette wat oortree word? En hoe pas die & # 8220big bang & # 8221 in al hierdie dinge in? Ek glo dit wel, maar nie in die aanvaarde sin nie. Meer later..

Tomassoni is heeltemal reg (ten minste die eerste deel). Die afstand vanaf ons waar dit lyk asof sterrestelsels * met die ligspoed afneem *, bepaal die Hubble-radius. Ons sien die hele tyd sterrestelsels verder as dit. Ons sien hulle in die verlede. Ons sal hulle in die toekoms * sien, tensy * die uitbreiding van die ruimte tussenin te vinnig is. Vergeet vir 'n oomblik van donker energie, en uiteindelik sal 'n foton uit 'n sterrestelsel wat vinniger terugtrek as c in ons & # 8220Hubble-sfeer oorsteek & # 8221 en eintlik na ons beweeg in plaas van weg. En dit sou ons uiteindelik bereik.

Donker energie maak dit ingewikkelder. As die Hubble-radius vinniger as c afneem (as gevolg van die versnelde uitbreiding), sal ons nooit 'n foton aan die ander kant daarvan uit 'n sterrestelsel sien uitstoot nie, want die uitbreiding van die ruimte sal die foton van ons af wegdra. Dit is wat Kain probeer verduidelik.

Vir 'n ietwat (maar miskien nie te nie) tegniese oorsig van hierdie verwarrende dinge, sien http://arxiv.org/abs/astro-ph/0310808.

Ek probeer dit net op my eie manier verstaan, maar kan hierdie teorie ooreenstem met die volgende slegte droom wat ek gehad het? Daar is een gang (ruimte / tyd) en twee deure verskyn aan weerskante van die gang. Wat ek deur nommer een sal noem, sal 'n verre sterrestelsel voorstel, en deur nommer twee aan die ander kant sal waarnemers op aarde, die aarde self of ons sterrestelsel wees, dit maak nie saak watter een nie. Nou in hierdie droom stel ek die lig self voor. Terwyl ek deur en weg van die nommer een (verre sterrestelsel) ontsnap, hardloop ek in die gang af (lig wat deur die ruimtetyd beweeg), maar as gevolg van hierdie bizarre donker energie begin die gang self verleng (uitbrei). As ek op die melkweg na mense op aarde hardloop (deur nommer twee aan die ander kant), verloor ek geleidelik die tweede deur uit die oog wanneer dit by elke stap wat ek neem, verder en verder weggestoot word. Waar ek miskien nie hardloopspoed verloor nie, brei die gang vinniger uit as wat ek kan hardloop, en probeer my pogings om 'n verre sterrestelsel te verlaat en die melkweg te bereik, nutteloos. Ek sou my in hierdie analogie voorstel dat dit net so relevant is om te vra waarom donker energie die afstand van die gang vergroot as om te vra waarom die gang in 'n ander scenario (miskien 'n ander heelal) staties sou bly. Dit is die voorafbepaalde aard van ons heelal om uit te brei, en binne is ons gevoelde implikasies. Die verwarrende ding is om in te stem dat niks vinniger as c oor 'n afstand kan reis nie, maar as jy afstand self is, reis jy glad nie, jy word groter. Ek dink aan hierdie verskynsel as 'n kwessie van groei en die illusie van reis vanuit ons perspektief om binne in die buik van die dier te wees, waar die heelal self nêrens mag reis nie. That would be like the hallway I am running in traveling towards another hallway some other me might be running in, while either hallway elongates. We experience time (as does light) when a distance is traveled, but the universe contains time and is said distance so its expansion, and the resulting effect that has on its internal parts, is quite a different experience than the one I can think of having. Then again, I could be completely off the mark, I am just thinking.

p.s. when I say the universe contains time I mean it in the same way that the human body contains water, both are essential to the natural design and function of the resulting body (universe), when either time runs out or water dries out the universe and body are at their end.

To Dark Gnat, Isn’t it generally accepted that red-shift is as much a measure of recessional speed as is this thing you call expansion?

The light from the farthest galaxies is red shifted. Some are so red shifted that we can only get a good look at them through infra-red imaging.

The reason for the red-shifting is because the space between the galaxies and us is expanding, and the waves are spreading apart. The radiation from the earliest times that we can detect is in microwaves (cosmic microwave background radiation).

Eventually, the farthest galaxies will be so far away, that the we won’t be able to detect the whole wavelength, and it will thus be invisible.

A simpler way to look at it is this: We look at ourselves as stationary and “see” them receding faster than the speed of light. From their point of view, we are the ones receding at a superluminal velocity. Either way, we are lost ot each other.

Our traditional model of an expanding Universe is probably on the wrong track. See my study “The Mystery of Life – Does science hold the key?” (www.dwv-net.de).
Sincerely, Wolfgang

if galaxies were getting far away from us at the speed of light we would never lose the light of them because they can only speed up to the speed of light, only change would be the picture we get, simply i would be just older.

Since light does not require an “ether†, it propagates freely and independently of space, meaning it propagates free of any expansion of space. Even if the apparent velocity of expansion reaches or exceeds the absolute velocity of light, light will eventually reach us from even the most distant objects in the Universe. The only way to outrun light is to exceed the absolute velocity of light, which is impossible. Suppose the velocity of a bullet to be 1000 meters/second. Now two automobiles are speeding away from each other, each travelling at 600 meters/second. Their net velocity of 1200 m/s exceeds the velocity of the bullet. Now fire a gun from one auto, directed at the other. Do you think the auto, travelling at 600 meters per second will outrun the bullet, travelling at 1000 meters per second? It will take a bit longer, but the bullet will catch up with the car and a simple quadratic equation will prove it! Also, as space expands, gravity will pull the galaxies in our local group closer together, making the night sky much brighter than it is today, not darker!

I thought that according to theory, if you were to look at someone moving at the speed of light, they would appear to be staying still. Wouldn’t they be in another dimension were they to hit the speed of light, thus being in another dimension altogether? The galaxy would not be able to recede at light-speed otherwise it would cause us to travel to another dimension.

I like the idea of being a primordial photon. As I travel across the expanding Universe just behind me is the Big Bang, where I came from and just ahead of me is the Big Crunch, where I am heading to. In your reference frame my time stands still, and the Universe compresses to Zero distance in my line of direction. We perceive our Universe as it is simply because we cannot travel anywhere near light speeds for these effects to happen to us. As Einstein put it “Everything is just an illusion”. “Time and distance have no meaning to the photon. We “see” our Universe the way it is because of our frame of reference.

This is the dilemma to me. To say that only space is expanding at + C and the matter/galaxies it contains are not makes no sense. A bubble of space moving at + C, containing a galaxy within it, means that the contained matter is going +C at plus SOL matter supposedly becomes infinitely dense! Also, at C, time essentially stops. Therefore, beyond the speed of light we have: infinite density for matter (infinite compression as in a singularity?), time stops, and we enter a zone of effects were we can’t even make a good guess at what happens. Is my logic faulty here? Please send me your reply at: [email protected]



Sluit aan by ons 836 klante! Sien geen advertensies op hierdie webwerf nie, sien ons video's vroeg, spesiale bonusmateriaal en nog baie meer. Sluit by ons aan by patreon.com/universetoday


Does the expansion of the Universe heat stars and bodies?

The expansion of space is about 68 km/s/Mpc, or 0.00002 km/s/light year. The radius of the sun is about 700000 km. Thus, initially ignoring additional forces, the change in radius of the sun due to the expansion of space is about 1.5*10^-9 m/sec, or 5 cm/year.

I assume that this expansion is real, and thus that there is a real separation of the constituents of matter. Gravitational forces acting on the less dense matter, however, will result in its collapse, which will convert the gravitational potential energy into kinetic energy, heating the system.

I don't know what the gravity profile of the sun is, but if you considered the collapse of an outer shell of the sun, having 1/4th the mass of the sun (5*10^29 kg), with surface gravity (270 m/s), moving 5 cm/yr will release about 2*10^23 W.

This is only about 0.05% of the energy from nuclear fusion (4*10^26 W), but could be more important in other bodies.

Is this reasoning flawed? The only objection I can think of is gravitational bounding means that the atomic positions do not change because some equilibrium position is found, but I don't see how that is really the case because the particles must move through space to maintain the apparent equilibrium.


Antwoorde en antwoorde

Yes, it is correct to say that all inertial motion can only defined relative to something else. The statement "A is moving" without saying what that motion is relative to is as meaningless saying that something is "bigger" without saying what the comparison is with. We can say that A is moving relative to B, and we will get the same results whether we analyze that situation as if A is at rest while B is moving or vice versa.

This idea is one of the essential concepts behind Special Relativity, so if you're comfortable with it you're well-positioned to start learning SR.

Yes, it is correct to say that all inertial motion can only defined relative to something else. The statement "A is moving" without saying what that motion is relative to is as meaningless saying that something is "bigger" without saying what the comparison is with. We can say that A is moving relative to B, and we will get the same results whether we analyze that situation as if A is at rest while B is moving or vice versa.

This idea is one of the essential concepts behind Special Relativity, so if you're comfortable with it you're well-positioned to start learning SR.

Yes, it is correct to say that all inertial motion can only defined relative to something else. The statement "A is moving" without saying what that motion is relative to is as meaningless saying that something is "bigger" without saying what the comparison is with. We can say that A is moving relative to B, and we will get the same results whether we analyze that situation as if A is at rest while B is moving or vice versa.

This idea is one of the essential concepts behind Special Relativity, so if you're comfortable with it you're well-positioned to start learning SR.

I'm saying because that there is no definitive point of reference, to track movement, there is no motion according to the universe(look at previous analogy). Only changes in distance from separate bodies of mass. Which is what we define as motion

The only way to could measure that in a void is you versus radius of the universe I guess.

Unfortunately this thread is marked as level B, although it's clearly at least level I. So I try to answer the question "as simple as possible but not simpler" (Einstein).

The question is, if in any sense we "move" or are "at rest" in the universe. As has been stressed several times in this thread, the first thing you have to do is to find a reference frame, according to which you measure velocities. You must always say in which reference frame you measure velocity, otherwise it doesn't tell you anything.

Now, and that's why I think the "B label" in unjustified, to answer the question we need the general theory of relativity, and that's very hard to explain without math, but I'll try. According to general relativity the geometry of space and time, which together are described as a four-dimensional spacetime geometry, is determined by the energy-momentum content, and the geometry of spacetime is not Euclidean, i.e., it has a curvature, and this curvature describes gravitation. The Einstein field equations determine the geometry of spacetime for a given energy-momentum distribution.

It's also a question concerning cosmology, and in cosmology we have (by assumption!) a preferred frame of reference, because we assume that there's no preferred location or time nor a preferred location in space (cosmological principle). Now math tells us that there is a specific class of spacetimes that fulfill this cosmological principle, the socalled Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker spacetimes (FLRM spacetimes). These are exactly those spacetimes with a maximal symmetry, and there is a preferred frame of reference, where an observer at rest with respect to this reference frame is comoving with the energy-momentum distribution of the universe, which of course must also be homogeneous and isotropic as seen in this reference frame.

But observation tells us that this cannot be true, because we see the stars at the sky, and they are not just one isotropic huge light in the sky but consist of point-light sources. What's homogeneous and isotropic is the large-scale averaged energy-momentum density, and a closer investigation shows that this assumption of a maximally symmetric FLRW spacetime as a model for the large-scale coarse graint few on the cosmos is well justified: There is the cosmic microwave background radiation, which is just the relic soup of electromagnetic radiation from the big bang (which socalled Hubble expansion is by the way also implied by the FLRW-solution of the Einstein equations of GR). In earlier epochs the universe was very hot and dense, and the matter consisted of charged particles: In the very early stages of the elementary constituents of matter, of which we know only a tiny part in terms of the particles in the standard model, the quarks, leptons, photons, weak gauge bosons, and gluons, but that's another story than a bit later in form of the stable particles known today like protons, neutrons, electrons, etc. but they all were still charged particles. Now electromagnetic radiation is scattered by charged particles and thus this medium of charged particles (plasma) is opaque to radiation as long as it is dense enough. The matter itself is strongly interacting and thus in thermal equilibrium with a definite temperature, but it's cooling due to the Hubble expansion. Now since the photons are scattering also all the time with this dense plasma, it's also in equilibrium forming a socalled "black-body spectrum".

Now at a certain point the universe got cold enough such that the protons and electrons built stable bound states of hydrogen atoms, which are electrically neutral, and from then on the electromagnetic radiation decoupled from the medium, but it's spectrum still stays a black-body spectrum although with ever cooler temperatures the longer the Hubble expansion goes further on.

Indeed, the cosmic background radiation can nowadays be measured very accurately, showing a nearly perfect black-body spectrum with a very isotropic temperature of around 2.73 K, which shows that indeed our visible universe seems to be very isotropic on the large-scale average. On the other hand, the tiny temperature flucutaions of ##delta T/T simeq 10^<-5>## provide very important information on the universe and have thus vigorously studied in recent years with a lot of high-precision measurements, most importantly by satellites like COBE, WMAP, and PLANCK, but that's again another story.

Now the last paragraph was a bit simplified, and now I can finally come to your question, whether we are "moving" or are "at rest" in the universe, and this answer makes sense, because we have this preferred reference frame of the FLRW geometry of spacetime, which is defined as the frame, where a resting observer is comoving with the cosmological substrate, and where the cosmic microwave background has a isotropic temperature. Now we can also answer the question, whether we on Earth are moving with respect to this reference frame. Obviously we are, because the earth is moving around the sun and the sun is moving around the center of the galaxy and whatever other "peculiar" motion all the objects in our direct neighborhood make. The important point, however is, how to measure whether we are moving against the comoving FLRW frame or not, and this is possible again by measuring the temperature of the cosmic microwave background in all directions.

In the comoving frame by definition the temperature is isotropic around each point and the background radiation is described as a black-body spectrum, i.e., it looks precisely like the electromagnetic radiation from a perfectly black body at rest relative to the spectrometer. For an observer/spectrometer moving against the so defined restframe of the black-body radiation, sees this radiation blue or red shifted when he measures its spectrum in a direction moving towards or against the direction of its velocity vector relative to this CMBR restframe. Quantitatively it comes out that in each direction such a moving observer measures again a perfect black-body spectrum in any direction, but he finds a temperature, depending on the direction. The temperature shows a systematic variation with the direction of the spectrometer, which is described by a socalled dipole part of the CMBR temperature variations.

Indeed when the satellite COBE meausured a dipole component in the CMBR temperature variations, which indicated that we move with a speed of around 390 km/s in direction of the Leo constellation. So we can say that we indeed move relative to the comoving reference frame of the large-scale averaged FLRW spacetime.


Antwoorde en antwoorde

Are we accepting that clusters of galaxies are expanding along with the space between them or not?

You implicitly say that stronger forces stop the expansion on levels smaller than clusters. You mean that these forces stop THINGS from moving.

When I stand on the surface of the earth, is it not said that I am accelerating at 32 ft/sec/sec, although I'm not MOVING toward or away from the center of the earth? Can there not be accleration or even expansion without movement?

It does not make intuitive sense to me that at some arbitrary level, expansion would no longer exist.

We may have to discover that at some relevant frame of reference, the forces of which you speak are not stronger than one another.

I agree and have puzzled about this contradiction as well. I explain it thusly:

Hubble parameter measures expansion of space and it is greater at increasing distances. Since these distances are HUGE and measured in light years, the information provided by these observations are VERY OLD. I conclude that the universe is no longer expanding since we do not see a hubble shift in our neighborhood, although we could detect it.

here is what i wrote:
https://www.physicsforums.com/showthread.php?t=335946
http://forums.anandtech.com/messageview.aspx?catid=50&threadid=2320348&enterthread=y [Broken]

Are we accepting that clusters of galaxies are expanding along with the space between them or not?

You implicitly say that stronger forces stop the expansion on levels smaller than clusters. You mean that these forces stop THINGS from moving.

When I stand on the surface of the earth, is it not said that I am accelerating at 32 ft/sec/sec, although I'm not MOVING toward or away from the center of the earth? Can there not be accleration or even expansion without movement?

It does not make intuitive sense to me that at some arbitrary level, expansion would no longer exist.

We may have to discover that at some relevant frame of reference, the forces of which you speak are not stronger than one another.

The forces of which I speak all get stronger as the distance between the objects get closer together. The expansion of the universe does not. So yes, there is a boundary between expansion and nonexpansion. it is that point where galaxies are close enough for their mutual gravitational attraction is greater than their tendancy to move apart. Galaxy clusters do not expand because the individual galaxies are close enough to each other for gravity to hold them together. Galaxy clusters move apart because they are not close enough to each other.

An analogy: You are standing on a tile floor in your stocking feet. The floor has 1ft square tiles. The floor starts to expand (the 1 ft tiles eventually become 2 ft tiles, etc.)

You will see a person standing a few tiles away recede from you. (as the tiles expand, the distance between the center of the tiles increases. )

Now imagine a third person standing next to you, and you are holding hands. The person few tiles away will still recede from you, but the person standing next to won't. This is because your grip is stronger than the friction between both of your stockings and the floor. You are like two galaxies in a local cluster gravitationally bound to each other. The tiles still expand under your feet, you just don't move apart with them.


4 Answers 4

It isn't said that galaxies don't move, or at least it isn't said by any physicists I know. Distant galaxies are moving away from us, and indeed their recession velocity can be (approximately) calculated using Hubble's Law.

The question is why the galaxies are moving away from us, or more precisely is there a theory we can use to explain not only why distant galaxies are moving away but also predict how they will move in the future. This is where General Relativity and the FLRW metric are used.

The galaxies are moving away from us because the space in between us and the galaxies is expanding. Wat beteken dit? Well the way we measure distance in GR is using a geometrical object called the metric. The metric is a function of how matter is distributed, so for example around a black hole the metric is the Schwarzschild metric. If we take a system where matter is evenly distributed the metric that GR predicts is the FLRW metric.

The metric tells us how to calculate distances between objects. I won't go into details or this would turn into a book length answer. I'm afraid you'll have to accept that we can do this. So let's use the FLRW metric to calculate the distance to some distance galaxy, and suppose we get a billion light years. But the FLRW metric is a function of time, which means the distance we calculate depends on what time we do it. If we wait about 13.8 billion years and calculate the distance again we'll get the result two billion light years. Now we physicists would say this is because the space in between us and the galaxy has expanded, so there is more space to cross to reach the other galaxy. Yes, but the fact remains that the distance to the galaxy has increased by a billion light years in the 13.8 billion years between our two measurements so it must be moving away from us. We can even estimate its velocity as about 1/13.8 times $c$.

So the bottom line is that the galaxies are moving away from us because space is expanding. And General Relativity predicts how fast they are moving away from us.

Relative velocities are a problematic concept in general relativity: Whereas you can directly compare any two velocity vectors in a flat Minkowski universe, you cannot do so in a curved one.

Of course, we can locally approximate curved spacetime with Minkowski spacetime the same way we can approximate the surface of the earth with flat Euclidean space. This is most obvious in normal coordinates and works as long as the metric tensor $g_$ differs from the Minkowski version $eta_$ only negligibly due to small curvature or short distances: $ g_ = eta_ + frac13R_x^ ho x^sigma + mathcal O(x^3) $

In general, that's not an option: The tangent spaces (which is where velocities live) rooted at different spacetime events are separate and you need to perform a path-dependent parallel transport to meaningfully compare velocity vectors.

If I'm not mistaken (hopefully, someone will correct me if I am), gravitational redshift in Schwarschild spacetime and cosmological redshift in FLRW spacetime actually reduce to special-relativistic doppler shift via parallel-transported velocities along the appropriate null geodesic (ie light path).

In a FLRW spacetime (which we use to model our expanding universe), in addition to the local approximate and the generic path-dependent concept of relative velocities, there is yet another variant:

A certain class of distinguished inertial reference frames can be used to define comsmological time as well as a comoving coordinate grid in space. The proper distance between two points at rest relative to that grid increases, which yields the recessional velocity that appears in Hubble's law. At small distances, it agrees with our other concepts of relative velocities, but at large distances, it does not and can in particular exceed the speed of light $c$ (which relative velocities really shouldn't).

The common physical interpretation of this velocity is as rate of expansion of space: It measures the stretching of the fabric of the universe between two galaxies analogous to the growing distance between dots on an expanding balloon. In addition to that, we also need the so-called peculiar velocity to fully describe relative motion, which is measured relative to the rest frame defined by our comoving grid and will contribute a doppler part to the total redshift.


The exact issue of this question,

and indeed whether the whole pedagogical idea of "space expanding," is crap.

For example, section 2.6.2, is a question identical to the OP here.

2.6.2 Is everything expanding?

An extension of the argument against global expansion given in section 2.2 is that is should be undetectable, since everything will simply expand with it.

They essentially go on to say that because atoms don't expand we can measure redshift, eg,

Which does seem to be the asymptotic answer here.

The "kid's" way of understanding the expanding universe is that: "space" is totally "ordinary", and all the galaxies are expanding through it (like an explosion). Of course, that's wrong.

It's not wrong. There is no difference in general relativity between "expansion of space" and simple relative motion. They are the same phenomenon described with respect to different coordinates.

Here's an analogy. On a planet-sized ball of dirt (the earth without oceans, mountains, etc.), carve a bunch of straight (great-circle) foot paths from one pole to the other, all of a fixed width (say 1 meter). As you go away from the poles, the foot paths get farther away from each other, reaching a maximum distance at the equator, then reconverge to the other pole.

Now consider this situation from the perspective of polar coordinates (latitude and longitude). Each path is at a constant longitude. As the latitude changes, the paths don't move apart or together they remain at fixed longitudinal separations, while the scale factor relating the longitude to physical distances changes.

Is the separation of paths now unobservable, because the metric itself is being rescaled? No. You don't change physical reality by choosing new coordinates for it. In polar coordinates, the coordinate width of the path decreases as the scale factor increases, meaning that the physical distance between the paths, measured using the physical path width as a meterstick, increases just as before. The decrease in coordinate width is not the result of a physical force acting against the expansion force. There is no expansion force. There are just paths of constant width that don't know or care about the properties of the coordinate system that you chose.

This is a very close analogy. FLRW cosmologies have an approximate symmetry similar to the symmetry of the earth around its axis of rotation, and FLRW coordinates are similar to polar coordinates. The cosmological time is the latitude, and the spatial position is the longitude.

The laws of physics are local. If you look at any small portion of the earth (away from the equator), the footpaths on it are diverging. That local divergence (relative motion) is all that the laws of physics actually "see". We humans recognize the overall shape, and the great circles, and choose global coordinates that respect the global symmetry. That's our choice. The universe doesn't care.


Kyk die video: Ponti sê my hoe kan ek wil omdraai triple play (Desember 2022).