บนหลักการจักรวาลวิทยา

เพียงแค่คำถามเชิงแนวคิดเกี่ยวกับการผนวกรวมของหลักการจักรวาลวิทยา ฉันกำลังสงสัยว่ามันมีความเป็นไปได้ที่จะมีจักรวาลที่มี isotropic แต่ไม่ใช่เอกภพหรือจักรวาลที่เป็นเอกพันธ์ แต่ไม่ใช่ isotropic

ความรู้สึกถี่ถ้วนของฉันกำลังบอกฉันว่ามันเป็นไปได้ที่จักรวาลจะเป็นแบบเขตร้อน แต่ไม่เหมือนกัน

โดยปริยายถ้าจักรวาลเป็นเนื้อเดียวกันแล้วมันจะต้องเป็นไอโซโทรปิก

ทั้งสองกรณีไม่สามารถนึกได้อย่างสมบูรณ์:

จักรวาลที่เหมือนกันและแอนไอโซโทรปิก

เอกภพที่มีกาแลคซีกระจายไปทั่วทุกมุม แต่ทั้งหมดหมุนไปในทิศทางเดียวกัน จักรวาลนี้จะดูเหมือนกันไม่ว่าคุณจะอยู่ที่ใด แต่มีโมเมนตัมเชิงมุมสุทธิดังนั้นเมื่อมองไปในทิศทางเดียวคุณจะเห็นกาแลคซีทั้งหมดหมุนไปตามแนวสายตาของคุณและในอีกทิศทางหนึ่งคุณจะเห็นพวกมันหมุนตั้งฉากกับ ทิศทางนี้

อีกตัวอย่างหนึ่งคือจักรวาลที่ถูกคลื่นความหนาแน่นแทรกซึมในทิศทางเดียว ในทิศทางนี้คุณจะเห็นความหนาแน่นของกาแลคซีสลับกันระหว่างสูงกับต่ำและตั้งฉากกับที่นี่คุณจะเห็นความหนาแน่นคงที่

เอกสารของarXivเมื่อวานรวมบทความ ( Schucker 2016 ) ที่กล่าวถึงความเป็นไปได้ที่เราอาจอาศัยอยู่ในเอกภพแบบแอนไอโซโทรปิกแบบเอกพันธ์อีกชนิดหนึ่งซึ่งเป็นอัตราการขยายตัวที่สังเกตได้ขึ้นอยู่กับทิศทางที่คุณมอง สิ่งนี้เรียกว่า "Bianchi I universe" และไม่ได้เป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็น (แม้ว่าผลลัพธ์ของบทความนี้จะไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ) ดูเพิ่มเติมที่@JonesTheAstronomerคำตอบของ

เอกภพ isotropic เอกภพเอกพันธ์

ในขณะที่จอห์นเรนนี่สอนเราบิ๊กแบงก็ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตามถ้าเป็นเช่นนั้นและเราเกิดขึ้นที่อาศัยอยู่ในภาคกลางเราสามารถสังเกตได้เหมือนกันทุกทิศทุกทาง แต่ดูจักรวาลที่ค่อยๆจางลงหรืออาจเพิ่มขึ้นจนถึงจุดหนึ่งแล้วลดลงขึ้นอยู่กับว่าการระเบิดครั้งนี้เกิดขึ้นอย่างไร . สถานการณ์นี้จะอย่างไรหมายความว่าเราอาศัยอยู่ในสถานที่พิเศษในจักรวาลซึ่งจะทำให้ Kopernikus เศร้า ถ้าเอกภพ isotropic จากมากกว่าหนึ่งที่ตั้งจะต้องเป็นเอกพันธ์ด้วย

ฉันสงสัยว่ามันเป็นไปได้หรือไม่ที่จะมีจักรวาลที่มี isotropic แต่ไม่ใช่เอกภพหรือจักรวาลที่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่ไม่ใช่ isotropic

คนส่วนใหญ่จะมีความสุขกับUC Berkeleyนิยามที่บอกว่าวิธีการที่เป็นเนื้อเดียวกัน"ลักษณะเดียวกันในทุกสถานที่"และวิธีการแบบรอบทิศ"มีลักษณะเหมือนกันในทุกทิศทาง" และบางคนจะรู้ว่าตามบทความของเน็ดไรท์คุณลักษณะเหล่านี้ไม่เหมือนกัน:

เขาบอกว่า"รูปด้านบนแสดงรูปแบบเหมือนกัน แต่ไม่ใช่แบบไอโซโทรปิกด้านซ้ายและรูปแบบไอโซโทรปิก แต่ไม่ใช่รูปแบบเหมือนกันทางด้านขวา " อย่างไรก็ตามเท่าที่ฉันรู้ภาพเช่นนี้ก็ไม่ได้นำไปใช้กับจักรวาลของเรากระจัดกระจายกับกาแลคซี

ความรู้สึกหยาบคายของฉันกำลังบอกฉันว่ามันเป็นไปได้ที่จักรวาลจะเป็นแบบ isotropic แต่ไม่เหมือนกัน

ความรู้สึกหยาบคายของฉันกำลังบอกฉันว่ามีคนอยู่ห่างออกไป 46 พันล้านปีแสงอาจบอกว่าจักรวาลนั้นไม่ได้เป็นแบบ isotropic หรือ homogeneous เพราะเมื่อเขาเงยหน้าขึ้นมองท้องฟ้ายามค่ำคืนครึ่งหนึ่งเป็นสีดำหรืออะไรบางอย่าง

โดยปริยายถ้าจักรวาลเป็นเนื้อเดียวกันแล้วมันจะต้องเป็นไอโซโทรปิก

ฉันเห็นด้วยกับส่วนสำคัญของสิ่งนั้น IMHO ถ้าผู้สังเกตการณ์เห็นเอกภพที่เป็นเอกภาพเขาก็เห็นเอกภพแบบ isotropic ด้วยเช่นกัน ใช่เราสามารถค้นหาสถานการณ์สมมุติที่ซึ่งเอกภพมีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกัน แต่ไม่ใช่แบบไอโซโทรปิก แต่พวกเขาเป็นเพียงสมมติฐาน และขออย่าลืมว่ามันเป็นเพียงสมมติฐาน หากคุณอาศัยอยู่ในป่าคุณจะคิดว่าโลกถูกปกคลุมไปด้วยต้นไม้หรือไม่? รูปลักษณ์ใดเหมือนกันในทุกสถานที่และทุกทิศทาง มันไม่ใช่ข้อสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะ สำหรับทุกสิ่งที่คุณรู้ว่าผู้ชายบางคนอาศัยอยู่ใกล้ขอบของป่า ฉันคิดว่าคุณดีกว่าบอกว่าเราก็ไม่ทราบว่า

ภายในกรอบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปมีวิธีแก้ปัญหาที่สำคัญของสมการไอน์สไตน์ที่ (ก) เป็นเนื้อเดียวกัน แต่เป็นแบบแอนไอโซโทรปิกและ (ข) แบบไม่เป็นเนื้อเดียวกัน

Class (a) คือ Bianchi Cosmologies ซึ่งส่วนใหญ่อธิบายง่ายๆว่าเป็นของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีอัตราการขยายตัวที่แตกต่างกันในทิศทางที่ต่างกันหรือรูปแบบการหมุนบางรูปแบบ ดูเหมือนจะไม่มีคำอธิบายง่ายๆ แต่ในระดับทางเทคนิคมันยากที่จะเอาชนะการบรรยาย Cargese ของ George Ellis: http://arxiv.org/pdf/gr-qc/9812046.pdf

โซลูชันคลาส (b) คือโซลูชัน Lemaitre-Tolman-Bondi (LTB) ซึ่งมีการกระจายความหนาแน่นแบบไม่สม่ำเสมอในทุกทิศทางเกี่ยวกับจุดเดียว ดูhttps://en.wikipedia.org/wiki/Lema%C3%AEtre%E2%80%93Tolman_metric

จักรวาลปัจจุบันของเรานั้นโดยเฉลี่ยทั้งเอกพันธ์และ isotropic แต่วิธีการแก้ปัญหาทั้งสองแบบ (a) และ (b) มีบทบาทสำคัญในจักรวาลวิทยา