Объем Хаббла
В космологии объем Хаббла (названный в честь астронома Эдвина Хаббла ) или сфера Хаббла , пузырь Хаббла , подсветовая сфера , причинная сфера и сфера причинности — это сферическая область наблюдаемой вселенной, окружающая наблюдателя, за пределами которой объекты удаляются от этого наблюдателя с некоторой скоростью. скорость больше скорости света из-за расширения Вселенной . [1] Объем Хаббла примерно равен 10 31 кубических световых лет (или около 10 79 кубические метры).
Собственный равен радиус сферы Хаббла (известный как радиус Хаббла или длина Хаббла ) , где это скорость света и — постоянная Хаббла . Поверхность сферы Хаббла называется микрофизическим горизонтом . [2] поверхность Хаббла , или предел Хаббла .
В более общем смысле термин «объем Хаббла» можно применять к любой области пространства с объемом порядка . Однако этот термин также часто (но ошибочно) используется как синоним наблюдаемой Вселенной ; последний больше объема Хаббла. [3] [4]
Центр объема Хаббла и наблюдаемой Вселенной произволен по отношению ко всей Вселенной; вместо этого он сосредоточен вокруг своего происхождения (безличного или личного «наблюдателя»).
Длина Хаббла составляет 14,4 миллиарда световых лет в стандартной космологической модели , что несколько больше, чем раз превышает возраст Вселенной , 13,8 миллиарда лет.
Предел Хаббла как горизонт событий
[ редактировать ]Для объектов, находящихся на пределе Хаббла, пространство между нами и интересующим объектом имеет среднюю скорость расширения c . Итак, во Вселенной с постоянным параметром Хаббла свет, излучаемый в настоящее время объектами за пределами Хаббловского предела, никогда не был бы увиден наблюдателем на Земле. То есть предел Хаббла совпал бы с космологическим горизонтом событий (граница, разделяющая события, видимые в какое-то время, и те, которые никогда не видны). [5] ). Более подробную информацию см . в разделе Горизонт Хаббла .
Однако параметр Хаббла не является постоянным в различных космологических моделях. [3] так что предел Хаббла вообще не совпадает с космологическим горизонтом событий. Например, в замедляющейся Вселенной Фридмана сфера Хаббла расширяется со временем, и ее граница обгоняет свет, излучаемый более далекими галактиками, так что свет, излучаемый в более ранние моменты времени объектами за пределами объема Хаббла, все же может в конечном итоге попасть внутрь сферы и быть видимым нами. . [3] Аналогично, в ускоряющейся Вселенной с уменьшающейся постоянной Хаббла объем Хаббла со временем расширяется и может догонять свет от источников, ранее удалявшихся относительно нас. [3] В обоих случаях космологический горизонт событий лежит за пределами горизонта Хаббла. Во Вселенной с увеличивающейся постоянной Хаббла горизонт Хаббла сожмется, и его граница обгонит свет, излучаемый более близкими галактиками, так что свет, излучаемый в более ранние времена объектами внутри сферы Хаббла, в конечном итоге выйдет за пределы сферы и никогда не будет замечен нами. . [1] Если сокращение объема Хаббла не прекратится из-за какого-то еще неизвестного явления (одно из предположений - «ранний фазовый переход»), объем Хаббла станет почти точкой (из-за принципа неопределенности чистые сингулярности невозможны; также пропорция их самодействия достаточно энергичны, чтобы произвести улетучивающиеся частицы посредством квантового туннелирования), отвечающие критериям большого взрыва. [ нужна ссылка ] Оправданием этой точки зрения является то, что никакого субсветового объема Хаббла не будет и точечное сверхсветовое расширение (обобщение теории Большого взрыва ) будет преобладать повсюду или, по крайней мере, в обширной области Вселенной. В этой циклической космологии (существует множество других циклических версий) Вселенная всегда расширяется и не возвращается к меньшему размеру по умолчанию (нонконформная или расширяющаяся конформная, непенроузовская расширяющаяся циклическая космология). [ нужна ссылка ]
Наблюдения показывают, что расширение Вселенной ускоряется . [6] и считается, что постоянная Хаббла уменьшается. [7] Таким образом, источники света за пределами горизонта Хаббла, но внутри космологического горизонта событий, в конечном итоге могут достичь нас. Довольно нелогичный результат заключается в том, что фотоны, которые мы наблюдаем в первые ~ 5 миллиардов лет существования Вселенной, происходят из областей, которые всегда удалялись от нас со сверхсветовыми скоростями. [3]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Эдвард Роберт Харрисон (2003). Маски Вселенной . Издательство Кембриджского университета . п. 206. ИСБН 978-0-521-77351-5 .
- ^ Н. Карлеваро и Дж. Монтани (2009). «Исследование квазиизотропного решения вблизи космологической сингулярности в присутствии объемной вязкости». Международный журнал современной физики Д. 17 (6): 881–896. arXiv : 0711.1952 . Бибкод : 2008IJMPD..17..881C . дои : 10.1142/S0218271808012553 . S2CID 9943577 .
- ^ Jump up to: а б с д и Обсуждение того, почему объекты, находящиеся за пределами сферы Хаббла, можно увидеть с Земли, см. ТМ Дэвис и CH Linewater (2003). «Расширяющаяся путаница: распространенные заблуждения о космологических горизонтах и сверхсветовом расширении Вселенной». Публикации Астрономического общества Австралии . 21 (1): 97–109. arXiv : astro-ph/0310808 . Бибкод : 2004PASA...21...97D . дои : 10.1071/AS03040 . S2CID 13068122 .
- ^ Пример ошибочного использования см. Макс Тегмарк (2004). «Параллельные вселенные» . В Барроу, Джей Ди; Дэвис, доктор медицинских наук; Харпер, CL (ред.). Наука и высшая реальность: от квантов к космосу . Издательство Кембриджского университета. стр. 459 и далее . ISBN 978-0-521-83113-0 .
- ^ Эдвард Роберт Харрисон (2000). Маски Вселенной . Издательство Кембриджского университета. п. 439. ИСБН 978-0-521-66148-5 .
- ^ Джон Л. Тонри; и др. (2003). «Космологические результаты сверхновых с высоким z». Астрофиз Дж . 594 (1): 1–24. arXiv : astro-ph/0305008 . Бибкод : 2003ApJ...594....1T . дои : 10.1086/376865 . S2CID 119080950 .
- ^ «Вселенная расширяется быстрее скорости света?» . Спросите астронома из Корнеллского университета . Архивировано из оригинала 23 ноября 2003 года . Проверено 5 июня 2015 г.
