ศูนย์กลางของจักรวาลคืออะไร?


41

หากจักรวาลก่อตัวขึ้นและเกิดจากการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่นั้นจะต้องมีพื้นที่ว่างเหลืออยู่ในใจกลางของสถานที่เกิดการระเบิดเนื่องจากสสารทั้งหมดเดินทางด้วยความเร็วสูงไกลจากจุดศูนย์กลางและจะต้องมีสสารมากขึ้น กาแลคซีและฝุ่น ฯลฯ ใกล้กับขอบเขตหรือเส้นรอบวงหรือเส้นขอบฟ้าของจักรวาลในปัจจุบัน เมื่อการระเบิดครั้งใหญ่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 13.7 พันล้านปีก่อนดังนั้นขอบเขตด้านนอกของจักรวาลของเราอยู่ที่ 13.7 พันล้านปีแสงห่างจากจุดศูนย์กลางของการระเบิดของบิ๊กแบง

นักดาราศาสตร์ของเราค้นพบความว่างเปล่าหรือความว่างเปล่าในใจกลางจักรวาลหรือไม่?


1
คำถามที่คล้ายกันใน Phys.SE: physics.stackexchange.com/q/25591/2451และลิงก์ในนั้น
Qmechanic

2
ฉัน. และฉันได้ค้นพบความสงบบางอย่างแน่นอน ทั้งหมดนี้ได้รับการพิสูจน์โดยไม่ต้องสงสัย
LocalFluff

1
เอกภพกำลังขูดทารกในครรภ์ออกจากพวงมาลัยเราไม่รู้ถึงลักษณะของน้ำผลไม้หรือทิศทางที่มันมา มันเพิ่งตีเรา เราคิดว่า ... เอ่อ? และนั่นคือขอบเขตของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมด เราไม่มีแผ่นป้ายทะเบียนเราไม่รู้ว่ามีหลังคารถบนยานพาหนะหรือแม้แต่จัมโบ้ สิ่งเดียวที่เรารู้ก็คือมันรวดเร็ว
com.prehensible

คำตอบ:


36

ฉันคิดว่าคำถามของคุณอยู่ในหัวข้อ แต่ @RhysW เชื่อมโยงโพสต์ที่มีประโยชน์มากในการทำความเข้าใจว่าทำไมคำถามของคุณเป็นความเข้าใจผิดทั่วไปเกี่ยวกับบิกแบง

ไม่มีศูนย์

ไม่มี 'ศูนย์กลาง' สำหรับจักรวาล ไม่ว่า ณ จุดใดผู้สังเกตการณ์ในท้องถิ่นจะอ้างว่าพวกเขาอยู่ในใจกลางของจักรวาลโดยที่กาแลคซีเคลื่อนที่ออกห่างจากพวกมัน เราจะรู้เรื่องนี้ได้อย่างไร? จักรวาลดูเหมือนจะเป็นเนื้อเดียวกัน (มีโครงสร้างเดียวกันทุกที่) และ isotropic (ไม่มีทิศทางที่ต้องการ) หากสิ่งเหล่านี้เป็นคุณสมบัติของเอกภพดังนั้นการขยายตัวของเอกภพจะต้องเหมือนกันในตำแหน่งอื่นทั้งหมด (ดู: หลักการทางดาราศาสตร์ )

การระเบิดครั้งใหญ่และต่างกันอย่างไร

นอกจากนี้ Big Bang นั้นแตกต่างจากการระเบิดด้วยวิธีต่อไปนี้:

107610361032

2) การระเบิดหมายถึงการมีอยู่ของพื้นที่ เพื่อให้เกิดการระเบิดอนุภาค (ไม่ว่าเราจะพูดถึงสสารหรือแสง) จะต้องมีพื้นที่สำหรับระเบิด การพูดอย่างถี่ถ้วนเกี่ยวกับเงินเฟ้อของเอกภพคือการขยายตัวของพิกัดอวกาศและเวลาดังนั้นการระเบิดของคำจึงไม่สามารถนำมาใช้ได้จริง ๆ เนื่องจากไม่มีเวลาว่างสำหรับการระเบิด


18

คุณเข้าใจผิดเกี่ยวกับการขยายตัวของจักรวาล บิ๊กแบงไม่ใช่การระเบิด: นี่คือช่วงเวลาที่จักรวาลมีความหนาแน่นไม่สิ้นสุด (ใกล้) ดังนั้นจึงไม่มีศูนย์กลางในจักรวาลเนื่องจากไม่มีศูนย์กลางของพื้นผิวโลก (นี่คืออะนาล็อก 2 มิติที่เป็นที่นิยมมากที่สุด)

เนื่องจากสถานะความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษในยุคแรกจักรวาลกำลังขยายตัวอะตอมได้ก่อตัวดาวฤกษ์และกาแลคซีได้ก่อตัวขึ้นและตอนนี้ในขนาดใหญ่มากระยะห่างระหว่างกาแลคซีทั้งสองแห่งยังคงเพิ่มขึ้นตามเวลาเนื่องจากการขยายตัว


12

ในแง่หนึ่งจุดใด ๆ ที่คุณเลือกคือ "ศูนย์กลาง" ของจักรวาลและ ณ จุดใด ๆ ในจักรวาลในขนาดใหญ่จักรวาลจะมีลักษณะเหมือนกับจุดอื่น ๆ นี่ไม่เหมือนกับการพูดว่าจักรวาลนั้นไม่มีที่สิ้นสุดแม้ว่า (แต่อาจเป็น) การเปรียบเทียบกับการระเบิดเป็นสิ่งที่ไม่ดีนักเนื่องจากการระเบิดขยายไปสู่อวกาศที่มีอยู่ ด้วยการขยายพื้นที่ของบิ๊กแบงเอง แต่โดยการกำหนดพื้นที่ไม่มีขอบ (ถ้ามันจะมี "meta space" ซึ่งจะเป็นพื้นที่จริงและอื่น ๆ ) และอื่น ๆ ทุกที่เป็นศูนย์กลางและ / หรือไม่มีที่ไหนเลย


4

ฉันครุ่นคิดเรื่องนี้มาเกือบ 35 ปีแล้ว หากจักรวาลเข้ามาเป็นกระบวนการของบิกแบงเราอาจจะไม่พบศูนย์กลางที่แท้จริงที่มันเริ่ม:

เหตุผลศูนย์อาจไม่พบ

1.อันดับแรกเราควรระลึกไว้เสมอ: เราไม่เห็นจุดเริ่มต้นของจักรวาลเกิดขึ้น มีพยานไม่มีใครสามารถบอกเราว่าสิ่งที่เกิดขึ้นจริง ดังนั้นจึงเป็นกรณีCOLDอายุ13.7 ล้านปี ในคำอื่น ๆ ทุกสิ่งที่เราหยิบยกเกี่ยวกับการเริ่มต้นของจักรวาลจะเป็นการเก็งกำไรเท่านั้น

เราไม่มีวิธีที่จะพิสูจน์สิ่งที่เราตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับวิธีการเริ่มต้นจักรวาลของเรา (ไม่ว่าจะมีกี่ทฤษฎีที่เสนอเกี่ยวกับการเริ่มต้นของจักรวาลหรือว่าพวกเขาดีและสมการทางคณิตศาสตร์ที่สอดคล้องกันของพวกเขาปรากฏว่าไม่มีวิธีการทดสอบอย่างเต็มที่ เพื่อพิสูจน์สิ่งที่พวกเขาอ้างสิทธิ์)

กล่าวอีกนัยหนึ่งถึงแม้ว่าตัวเลขจะไม่เพิ่มขึ้นอย่างสมบูรณ์แบบคุณสามารถเกิดขึ้นกับค่าคงที่หรือทฤษฎีย่อยอื่นที่ทำให้มันดูถูกต้องมากขึ้นซึ่งไม่สามารถพิสูจน์ได้ในสถานการณ์โลกจริงของเรา ซึ่งหมายความว่าอาจเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจสอบว่ามี BB เกิดขึ้นหรือไม่ถ้ามีศูนย์เลย

2.กล่าวว่าแม้ว่าบิกแบงจะรับผิดชอบต่อการขยายตัวของเอกภพ (การระเบิดของน้ำซุปที่ผสมพลาสมาภายใต้ความกดดันต่อแรงโน้มถ่วง) สู่สภาวะปัจจุบันปัญหาหรืออุปสรรคอาจขัดขวางเราไม่ให้หาที่ตั้งของ ศูนย์กลางจากจุดเริ่มต้นทั้งหมด

3.จุดเริ่มต้นเกี่ยวกับ BB เป็นสถานะที่เป็นเอกเทศ สิ่งที่แปลกประหลาดจริง ๆ แล้วจะไม่เป็นที่รู้จักจริงๆ อย่างไรก็ตามสถานะของมันจะเป็นจุดเกี่ยวกับขนาดของหินอ่อนที่น่าจะเป็นกฎทางฟิสิกส์ทั้งหมดที่เรารู้ว่าพวกมันถูกทำลายลงสถานะของการทำลายล้างทั้งหมดของโครงสร้างอะตอมทั้งหมดและอนุภาคต่างๆ ถ้าช่วงเงินเฟ้อที่คาดว่าจะเกิดขึ้น "เร็ว" มันจะทึบเพราะโฟตอนจะไม่ปรากฏตัวหรือปล่อยออกมาในช่วงนี้ ดังนั้นมุมมองของเหตุการณ์จนถึงจุดนี้จะถูกบดบัง

กล่าวอีกนัยหนึ่งเราไม่สามารถมองผ่านขั้นตอนนี้และจะไม่มีทางเห็นขั้นตอนของอัตราเงินเฟ้อเพราะเราต้องการเห็นโฟตอน เฉพาะที่ปล่อยโฟตอนเท่านั้นที่เราจะเห็นได้แม้เป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่อยู่ที่นั่น ( ขีด จำกัด ของเอกภพที่มองเห็นได้ )

4.เพราะเราไม่สามารถมองเห็นนอกเหนือจากเอกภพที่มองเห็นได้ (ซึ่งจะรวมถึงส่วนของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าที่สามารถมองเห็นได้ผ่านอุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับความยาวคลื่นที่มองไม่เห็น) เราแทบไม่มีโอกาส เคยค้นหาศูนย์กลางที่แท้จริงของ BB

5.มีพื้นที่ว่างตามทฤษฎีอยู่หนึ่งแห่งและขยายตัวแยกออกจากสสารและพลังงาน นั่นคือเราตั้งอยู่ภายในและเป็นส่วนหนึ่งของอัตราเงินเฟ้อนี้ ตามข้อเสนอของพื้นที่นี้ (ผ้าของกาลอวกาศ) จะพองในทุกทิศทางรอบตัวเราว่าเราอยู่ในจุดศูนย์ ผลที่ตามมาคือเราไม่สามารถตรวจจับทิศทางที่ BB เริ่มต้นจาก สมมุติว่าเนื่องจากเราอยู่ในอัตราเงินเฟ้อ BB สิ่งนี้ทำให้เราไม่มีกรอบการอ้างอิงที่จะช่วยให้เรามีความสามารถในการติดตามย้อนกลับและค้นหาตำแหน่งศูนย์กลางที่แท้จริงหรือแม้กระทั่งตำแหน่งทั่วไปของจุดเริ่มต้น BB

6.กรอบการอ้างอิงในโลกแห่งความจริงสำหรับจักรวาลของเราคือสามมิติบวกเวลา เรื่องของเอกภพที่มองเห็นได้ไม่สม่ำเสมอในทุกทิศทาง นั่นคือกาแลคซีทั้งหมดและอื่น ๆ จะไม่เว้นระยะเท่ากันตามแกน x, y & z (ไม่เหมือนกับโมเดลสาธิตสองมิติที่มีสเปคตอมเท่ากัน) ตั้งแต่สมมุติว่าบิ๊กแบงเริ่มต้นด้วยหยดเล็ก ๆ ที่แปลกประหลาด (อย่างน้อยก็สำหรับทฤษฎีนี้) ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าหินอ่อนจากนั้นก็ควรจะมีเส้นทางเวกเตอร์ต่าง ๆ (แม้ว่าพวกมันจะกระจัดกระจายหรือค่อนข้างเบลอหรือกระจายไป) เรียงกลับไปที่สภาพหินอ่อนขนาดเอกพจน์หรืออย่างน้อยก็เข้าสู่พื้นที่ขอบด้านนอกของเฟสการยุบตัวของ 'สุดยอด' (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากสสารไม่ได้เว้นระยะเท่ากันและจะต้องเปลี่ยนทิศทางและความมั่นคงเพื่อพื้นที่ขนาดใหญ่หรือช่องว่าง ที่จะนำเสนอในขณะที่พวกเขาอยู่ในขณะนี้)

แม้ว่าจะไม่มีบริเวณที่เป็นโพรงหรือโพรง แต่ก็ควรจะมีพื้นที่ที่มีเมฆขนาดใหญ่หรือพื้นที่ที่มีลักษณะแตกต่างจากส่วนที่เหลือของเอกภพส่วนใหญ่หากมี BB เกิดขึ้น อย่างไรก็ตามจนถึงตอนนี้เรายังไม่สามารถหาหลักฐานใด ๆ ที่จะแนะนำว่า BB มาจากทิศทางที่เฉพาะเจาะจงซึ่งทำให้เราไม่สามารถระบุตำแหน่ง BB centerได้

7.น่าเสียดายที่โมเดลปีศาจสองมิติขาดความสามารถในการแสดงเอฟเฟกต์สามมิติที่แท้จริงเกี่ยวกับการเริ่มต้นที่จุดเล็ก ๆ ผ่านสภาวะเงินเฟ้อปัจจุบันหรือการขยายตัว 13.7 พันล้านปีแสง ถ้าเรามองผ่านทรงกลมจักรวาลของเรา(สสารไม่อยู่ในระนาบสองมิติที่นี่) อย่างน้อยใกล้ส่วนหนึ่งของขอบของจักรวาลที่มองเห็นของเราเราควรเห็นอย่างน้อยบางพื้นที่ขนาดใหญ่ที่กาแลคซีอยู่ใกล้มาก เมื่อเปรียบเทียบกันจะพูดว่าพื้นที่แปดถึงสิบล้านปีแสงที่ซึ่งกาแลคซีของเราตั้งอยู่ตอนนี้ จนถึงตอนนี้เรายังไม่พบหลักฐานใด ๆ บางทีนี่อาจหมายความว่า BB ไม่ได้เกิดขึ้น

แน่นอนถ้าเอกภพมีจุดเริ่มต้นเล็ก ๆ น่าจะมีการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดที่ไหนสักแห่งในภาวะเงินเฟ้อหรือการขยายตัวที่ครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่เช่นนี้มากกว่า 13.7 พันล้านปีแสง (จะมีข้อบ่งชี้บางอย่างในทิศทางที่เราควรมุ่ง อย่างน้อยก็เกี่ยวกับทิศทางทั่วไปของตำแหน่งดั้งเดิมของ BB) จนถึงขณะนี้ยังไม่พบข้อบ่งชี้

8.นอกจากนี้อาจมีแรงนอกจักรวาลของเราที่เป็นแรงผลักดันให้เงินเฟ้อหรือการขยายตัวของเอกภพของเราซึ่งในกรณีนี้มันเป็นไปได้มากที่สุดที่จะทำให้ไม่สามารถหาหลักฐานของศูนย์กลางได้หากมีอยู่จริง .

9.ถ้าบีบีชนิดใดเกิดขึ้นเลยฉันสงสัยอย่างจริงจังว่าเอกภพอาจจะ 'แบน' เว้นแต่ว่าจะมีเหตุการณ์ที่ไม่รู้จักที่ทรงพลังซึ่งทำให้จักรวาลเปลี่ยนรูปร่าง โดยทั่วไปแล้วศูนย์กลมที่พองตัวด้วยแรงภายนอกจะรักษารูปร่างทรงกลมทั่วไปแม้สำหรับจักรวาลปัจจุบันของเรา บางทีหากกองกำลังที่มองไม่เห็นจากนอกจักรวาลก่อให้เกิดสิ่งกีดขวางอย่างใหญ่หลวงต่อกระบวนการสร้างรูปร่างที่จะเกิดขึ้นโดยวิธีการของ BB อาจมีรูปร่างที่แตกต่างออกไป อย่างไรก็ตามฉันสงสัยว่าจะมีวิธีใดบ้างที่จะแยกแยะข้อเรียกร้องดังกล่าว


อาจมีบางอย่างที่ทฤษฎีบทวัตถุของมิติมากขึ้นทุกมากกว่าหนึ่งมีศูนย์ แต่หนึ่งในผลกระทบของมันอาจเป็นไปได้ว่าในการที่จะหาศูนย์, คุณจะต้องสามารถมองเห็นวัตถุทั้งหมด
Way Straring Stranger

6
บิ๊กแบงไม่ต้องการให้เอกภพเริ่มต้นที่จุดใดจุดหนึ่งหรือมีศูนย์กลาง คำตอบนี้ตอกย้ำความเข้าใจผิดหลายประการ หากจุดที่ 7 พยายามอ้างว่าเราไม่เห็นหลักฐานการวิวัฒนาการของความหนาแน่นของหมายเลขกาแล็กซี่นั่นไม่ถูกต้องมันเป็นผลกระทบขนาดใหญ่
Rob Jeffries

4
สิ่งนี้มี upvotes อย่างไร ประเด็นแรกคือ "ถ้าเราไม่เห็นด้วยตาก็ไม่มีความแน่นอนว่าเกิดอะไรขึ้น" ซึ่งทำให้วิทยาศาสตร์ทั้งหมดเป็นโมฆะ จะเป็นอย่างไรถ้าเราไม่ไว้วางใจความรู้ของเราจนกว่ามันจะถูกปลอมแปลง? เรายังไม่ได้อยู่ใกล้ ๆ เพื่อดูไดโนเสาร์และเรามั่นใจว่ามีอยู่ ฟอสซิลอาจเป็นกราฟฟิตีเอเลี่ยนแน่นอน แต่ถ้านั่นหมายความว่าเราเพียงแค่พยายามอธิบายมันเราก็ไม่มีวิทยาศาสตร์ให้ทำอีกต่อไป
Ingo Bürk

Re " 8. นอกจากนี้อาจมีพลังนอกจักรวาลของเรา " - ไม่มี "นอก" ของจักรวาล อย่างน้อยก็ไม่มีสิ่งใดที่เกี่ยวข้องหรือเข้าถึงได้สำหรับความเข้าใจของเรา มีกาลอวกาศเดียวที่เกี่ยวข้องกับเรา: หนึ่งในจักรวาลของเรา
G.Broser พูดว่า Reinstate Monica

4

จักรวาลไม่ได้ขยายออกไปจากจุดศูนย์กลางใด ๆ ระยะทางทั้งหมดกำลังขยายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งจักรวาล สิ่งนี้ทำให้เกิดเอฟเฟกต์สำหรับผู้สังเกตการณ์แต่ละคนดูเหมือนว่าทั้งจักรวาลเคลื่อนห่างจากพวกเขา มันสามารถแสดงให้เห็นได้โดยใช้รูปนี้ (จาก google):

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ABBBACXD


2

เรขาคณิตอสัณฐานของจักรวาลกำลังศึกษาอยู่และการกระจายกาแลคซีขนาดใหญ่คล้ายกับฟองน้ำ ตัววัดที่อยู่ตรงกลางของภาพนั้นหมายถึง 1.5 พันล้านปีแสง แสงเดินทางไปทุกทิศทางและในช่วงเวลาของบิ๊กแบงไม่มีแสงที่จะเดินทางไปทุกที่และในช่วงต้นของทฤษฎีบิ๊กแบงไม่มีทิศทาง 3 มิติที่เราสามารถเข้าใจได้ไม่มีนิยามของความตรงและขอบ ไม่มีระยะห่างระหว่างสิ่งใดในเรขาคณิตที่รู้ในทฤษฎี 3 มิติ, 4D, 5D, 12D ดังนั้นเพื่อค้นหารูปทรงเรขาคณิตที่คุณต้องการคณิตศาสตร์สามารถกลายเป็น 12D / 28D และสร้างความสับสนให้เราแนวคิดของจุดศูนย์กลางนั้นแตกต่างกันในมิติ 12/20 อุณหภูมิสูงของบิกแบงถือกำเนิดอะตอมแสงอนุภาคอนุภาคสสารแรงโน้มถ่วงมันถือกำเนิดของเรขาคณิตที่รู้จัก

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่ จำนวนช่องว่างในฟองน้ำอาจมีมากกว่าล้านล้านเท่ามากกว่าจำนวนอะตอมในมหาสมุทร อาจมี MPC ของ Googolplex ในฐานะเศษฟางทั้งหมด แล้วศูนย์กลางของสิ่งนั้นอยู่ที่ไหน เวลาจะสิ้นสุดลงเมื่อใด

บิ๊กแบงเป็นอสัณฐานจากมุมมองของเราและในแง่ที่คุณสามารถพูดได้ว่าเป็น "amassive" มันเป็นจักรวาลพื้นที่และคุณสมบัติทางกายภาพจะไม่เพียงพอ (มันเป็นคำที่ดีที่จะบอกว่าไม่นับ

ถ้าคุณจินตนาการว่ามุมมองของเราเกี่ยวกับรังสีพื้นหลังของจักรวาล (13.8 พันล้าน LY) มีเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมในทะเล บางทีบิ๊กแบงก็เกิดขึ้นในอะตอมอื่นที่อยู่อีกด้านหนึ่งของทะเลดังนั้นเรขาคณิตจึงไม่มีการไล่ระดับของการวัดที่สามารถกำหนดได้ในการสังเกต หากเอกภพขนาดใหญ่มีลักษณะที่แตกต่างกันออกไปเป็นเวลาหลายพันล้านปีแสงของ Googolplex คุณจะมีปัญหาในการค้นหาเกี่ยวกับมัน

วัตถุที่ไม่มีความสมมาตรหรือการวัดและไม่มีขอบเขตไม่สามารถมีจุดศูนย์กลางได้ มันมีการวัดลูกบาศก์ googolplex มากกว่าจุดศูนย์กลางเดียว

คุณกำลังถามคำถามเชิงเรขาคณิตคล้ายกับ "จุดศูนย์กลางบนพื้นผิวของทรงกลมและห่วง" อยู่ที่ไหน?


ทุกสิ่งในจักรวาลเป็นองค์ประกอบของโครงสร้างชั้นสูงเช่นเดียวกับกาแลคซีที่อยู่ในการกระจายตัวของฟองน้ำฟองน้ำนั้นอยู่ในโครงสร้างที่ใหญ่กว่าและไม่รู้จัก หากคุณขยายภาพในระดับที่กำหนดโดยไม่กี่กิโลเมตรหรือไม่กี่ปีแสงถึงจุดสิ้นสุดของกาแลคซีหรือไปยังกาแลคซีที่ห่างไกลโครงสร้างใหม่ที่ใหญ่กว่าจะปรากฏขึ้น นั่นคือสิ่งที่น่าจะเป็นไปได้มากกว่าที่จะค้นหาว่ามันอยู่ตรงกลางมันคือการค้นหาว่ามันมีขนาดใหญ่กว่าแบบฟอร์มที่มี
com.prehensible

1
นอกจากนี้จักรวาลอาจไม่มีที่สิ้นสุดและบิ๊กแบงก็ไม่ได้เกิดขึ้น ณ จุดหนึ่ง
Rob Jeffries

1

นั่นไม่ใช่วิธีการระเบิดที่แท้จริง เมื่อไนโตรกลีเซอรีนระเบิดมันจะไม่ทิ้งรูตรงกลาง เช่นเดียวกับการระเบิดบิ๊กแบงก็ไม่ได้ผลเช่นนั้น ในกรอบอ้างอิงที่ถูกต้องใด ๆ เอกภพเริ่มขยายตัวด้วยความเร็วแสงโดยไม่ทิ้งช่องไว้ตรงกลางและจุดศูนย์กลางไม่ได้เป็นสถานที่พิเศษ เนื่องจากกฎแปลก ๆ ของจักรวาลจึงไม่มีกรอบอ้างอิงเพียงกรอบเดียวเท่านั้น

จักรวาลตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งทำให้สัมพัทธภาพพิเศษง่ายขึ้นในกรณีที่ไม่มีสนามแรงโน้มถ่วงและในกรณีที่ไม่มีวัตถุด้วยความเร็วหลบหนีที่เป็นส่วนสำคัญของความเร็วของแสงอย่างใกล้ชิดมากตามทฤษฎีสัมพัทธภาพรุ่นพิเศษ แรงที่ไม่โค้งงอเวลา - อวกาศ ดูhttps://physics.stackexchange.com/questions/19937/time-dilation-as-an-observer-in-special-relativity/384547#384547เพื่อเรียนรู้วิธีสัมพัทธภาพพิเศษทำงาน

ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษจักรวาลไม่มีจุดศูนย์กลาง วัตถุที่ไม่ผ่านการเคลื่อนที่ใด ๆ ที่เดินทางด้วยความเร็วคงที่ช้ากว่าความเร็วของแสงเป็นกรอบอ้างอิงที่ถูกต้องและในกรอบอ้างอิงวัตถุศูนย์กลางของจักรวาลคือสถานที่ที่เกิดการระเบิดครั้งใหญ่ ไม่มีเส้นตรงเวลาที่ผู้สังเกตการณ์ทุกคนเห็นพ้องต้องกันว่าเป็นศูนย์กลางของจักรวาล ในกรอบอ้างอิงใด ๆ จุดศูนย์กลางของจักรวาลในกรอบอ้างอิงนั้นไม่สามารถเป็นสถานที่พิเศษได้เพราะมันไม่ใช่จุดศูนย์กลางในกรอบอ้างอิงอื่น เมื่อเราดูกาแลคซีใกล้กับขอบจักรวาลเราจะเห็นสิ่งที่คล้ายกับกาแลคซีที่เกิดขึ้นใกล้กับจุดเริ่มต้นของจักรวาล แต่จริงๆแล้วเรามองย้อนกลับไปที่กาแลคซีตั้งแต่เมื่อพวกเขามีอายุประมาณครึ่งอายุของจักรวาลของเรา กรอบอ้างอิง พวกเขา' เหมือนกาแลคซีที่อายุน้อยกว่าเพียงเพราะการขยายเวลาของพวกเขาเองและในกรอบอ้างอิงของพวกเขาเองจริงๆแล้วอายุน้อย ในกรอบอ้างอิงใด ๆ จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณอยู่ใกล้ขอบของจักรวาลและเครื่องเขียน คุณเห็นว่าตัวเองอยู่ใกล้กับขอบ ในอีกกรอบหนึ่งของการอ้างอิงคุณอยู่ในใจกลางของจักรวาลและเคลื่อนไหวและความผิดปกติของแสงที่คุณสังเกตทำให้คุณรู้สึกว่าตัวเองไม่ได้อยู่ตรงกลาง

นั่นเป็นเพียงทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษที่คาดการณ์ แต่ในความเป็นจริงจักรวาลไม่ได้ทำตามทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ แต่ผลลัพธ์บางอย่างที่ฉันพูดไปแล้วยังคงเป็นจริง เอกภพกำลังเร่งดังนั้นกาแลคซีในที่สุดก็จะถอยห่างจากเราเร็วกว่าแสงเพราะพื้นที่นั้นลากพวกมันออกไปเร็วกว่าแสง เราอาจอาศัยอยู่ในจักรวาล De Sitter ขอบฟ้าจักรวาลของเราพื้นที่ของอวกาศที่เคลื่อนห่างจากเราด้วยความเร็วของแสงในกรอบอ้างอิงของเรามีลักษณะเหมือนหลุมดำในแง่ที่ว่าเราจะเห็นกาแลคซีเข้าใกล้ขอบฟ้าจักรวาลโดยไม่ต้องไปถึงมันมากขึ้น สีแดงเปลี่ยนไปโดยไม่มีข้อผูกมัดเพราะเข้าใกล้มากขึ้น

ที่มา: https://en.wikipedia.org/wiki/De_Sitter_universe


2
มีปัญหาเล็กน้อยกับคำตอบนี้: 1) นี่ไม่ใช่สิ่งที่คุณสามารถใช้สัมพัทธภาพพิเศษเพื่อดูโดยทั่วไป FLRW spacetime มี symmetries ที่แตกต่างกันสำหรับ Minkowski spacetime และการเพิ่ม Lorentz ในพื้นที่บนผู้สังเกตการณ์จะทำให้ผู้สังเกตการณ์สังเกตการณ์ anistropies แน่นอนเราสังเกต anistropies ใน CMBR บนโลกเพราะเรา Lorentz เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับส่วนที่เหลือกรอบ CMBR)
จอห์นเดวิส

1
2) ทรงกลมที่วัตถุลดลงที่ c เรียกว่าทรงกลมฮับเบิลนี่เป็นพื้นผิวที่แตกต่างจากขอบฟ้าเหตุการณ์จักรวาลและพวกมันตรงกับเอกภพเดอแซทเทอร์ (ตัวอย่างเช่นในจักรวาลของเรา ) ขีด จำกัด ที่เราสามารถมองเห็นได้ไกลแค่ไหนเรียกว่าขอบฟ้าอนุภาคซึ่งในจักรวาลของเราอยู่ไกลเกินกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์กาแลคซีและกาแลคซีจำเป็นต้องอยู่ห่างจากขอบฟ้าของอนุภาคมากขึ้น เอกภพเดอแซทเทอร์ไม่มีขอบฟ้าของอนุภาคดังนั้นจึงไม่ จำกัด ว่าคุณจะมองเห็นได้ไกลแค่ไหนในจักรวาล
John Davis

1
เราไม่ได้อยู่ในจักรวาลของ De Sitter เราอาศัยอยู่ในจักรวาลที่ความหนาแน่นพลังงานของสสารและพลังงานมืดเปรียบได้
Rob Jeffries

0

ศูนย์กลางของจักรวาลคืออะไร?

คำถามนี้มีที่ Physics.SE: " Big Bang เกิดขึ้น ณ จุดหนึ่ง? " ซึ่งมีคำตอบมากกว่า 300 UpVotes อธิบาย:

"คำตอบง่ายๆก็คือว่าไม่บิ๊กแบงไม่ได้เกิดขึ้น ณ จุดหนึ่ง แต่มันเกิดขึ้นทุกหนทุกแห่งในจักรวาลในเวลาเดียวกันผลที่ตามมาของสิ่งนี้ ได้แก่ :

  • เอกภพไม่มีศูนย์กลาง: บิ๊กแบงไม่ได้เกิดขึ้น ณ จุดหนึ่งดังนั้นจึงไม่มีจุดศูนย์กลางในเอกภพที่มันกำลังขยายจาก "

  • จักรวาลไม่ได้ขยายไปสู่สิ่งใด: เพราะจักรวาลไม่ได้ขยายตัวเหมือนลูกบอลไฟไม่มีที่ว่างนอกจักรวาลที่มันกำลังขยายเข้าไป

เราน้อยกว่าสเป็คในsuperclusterของเรา:

Laniakea

มีหน้าเว็บของ Wikipedia: " ประวัติความเป็นมาของศูนย์กลางของจักรวาล - ความไม่มีตัวตนของศูนย์กลางของจักรวาล " ซึ่งอธิบาย:

"เอกภพที่เป็นเนื้อเดียวกันและ isotropic ไม่มีจุดศูนย์กลาง" - ที่มา: Livio, Mario (2001) เร่งจักรวาล: การขยายตัวไม่มีที่สิ้นสุดดาราศาสตร์คงที่และความงามของคอสมอส John Wiley และบุตรชาย พี 53. สืบค้น 31 มีนาคม 2555

ดูวิดีโอ CalTech นี้: " ศูนย์กลางของจักรวาลอยู่ที่ไหน "

หากจักรวาลก่อตัวขึ้นและเกิดจากการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่นั้นจะต้องมีพื้นที่ว่างเหลืออยู่ในใจกลางของสถานที่เกิดการระเบิดเนื่องจากสสารทั้งหมดเดินทางด้วยความเร็วสูงไกลจากจุดศูนย์กลางและจะต้องมีสสารมากขึ้น กาแลคซีและฝุ่น ฯลฯ ใกล้กับขอบเขตหรือเส้นรอบวงหรือเส้นขอบฟ้าของจักรวาลในปัจจุบัน เมื่อการระเบิดครั้งใหญ่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 13.7 พันล้านปีก่อนดังนั้นขอบเขตด้านนอกของจักรวาลของเราอยู่ที่ 13.7 พันล้านปีแสงห่างจากจุดศูนย์กลางของการระเบิดของบิ๊กแบง

ก่อนระหว่างและหลัง - บิ๊กแบง

นักดาราศาสตร์ของเราค้นพบความว่างเปล่าหรือความว่างเปล่าในใจกลางจักรวาลหรือไม่?

การซูมเข้าสู่ทางช้างเผือก (จุดศูนย์กลางของภาพนี้ แต่ไม่ใช่จุดศูนย์กลางของจักรวาล) ที่เราเห็น:

ทางช้างเผือก

พื้นที่สีฟ้าที่อยู่ใกล้เราเป็นโมฆะท้องถิ่นขณะที่พื้นที่ทางด้านซ้ายเป็นattractor ดี

109

ดูหน้าเว็บ Wikipedia เหล่านี้: " Observable universe " และ " Observational cosmology " ซึ่งมาจาก " ขนาดและภูมิภาค ":

ขนาดของจักรวาลค่อนข้างยากที่จะกำหนด ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปบางพื้นที่ของพื้นที่อาจไม่เคยมีปฏิสัมพันธ์กับเราแม้ในช่วงชีวิตของจักรวาลเนื่องจากความเร็วแสงที่ จำกัด และการขยายตัวของพื้นที่อย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่นข้อความวิทยุที่ส่งมาจากโลกอาจไม่ถึงบางส่วนของพื้นที่แม้ว่าจักรวาลจะมีอยู่ตลอดไป: พื้นที่อาจขยายเร็วกว่าแสงสามารถเข้าไปสำรวจได้

บริเวณที่ห่างไกลจะถูกสมมติให้มีอยู่และเป็นส่วนหนึ่งของความเป็นจริงมากที่สุดเท่าที่เราเป็นแม้ว่าเราจะไม่สามารถโต้ตอบกับพวกเขาได้ พื้นที่เชิงพื้นที่ที่เราสามารถส่งผลกระทบและได้รับผลกระทบคือจักรวาลที่สังเกตได้

จักรวาลที่สังเกตได้นั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งของผู้สังเกตการณ์ เมื่อเดินทางผู้สังเกตการณ์สามารถติดต่อกับกาลอวกาศที่กว้างใหญ่กว่าผู้สังเกตการณ์ที่ยังคงอยู่ อย่างไรก็ตามแม้แต่นักเดินทางที่รวดเร็วที่สุดก็ไม่สามารถโต้ตอบกับพื้นที่ทั้งหมดได้ โดยปกติแล้วจักรวาลที่สังเกตได้จะถูกนำมาใช้เพื่อหมายถึงส่วนของจักรวาลที่สามารถสังเกตได้จากจุดได้เปรียบของเราในทางช้างเผือก

28×1094.2×109 ) แต่สิ่งนี้ไม่ได้เป็นตัวแทนของระยะทางในเวลาใดก็ตามเนื่องจากขอบของเอกภพที่สังเกตได้และโลกได้เคลื่อนไปไกลกว่านี้ สำหรับการเปรียบเทียบเส้นผ่านศูนย์กลางของกาแลคซีทั่วไปคือ 30,000 ปีแสง (9,198 parsecs ) และระยะทางโดยทั่วไประหว่างกาแลคซีสองแห่งใกล้เคียงคือ 3 ล้านปีแสง (919.8 kiloparsecs ) ยกตัวอย่างเช่นทางช้างเผือกมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000–180,000 ปีแสงและกาแลคซีน้องสาวที่ใกล้ที่สุดไปยังทางช้างเผือกคือแอนโดรเมด้ากาแลคซีซึ่งอยู่ห่างออกไป 2.5 ล้านปีแสง

เนื่องจากเราไม่สามารถสังเกตอวกาศได้เกินขอบของเอกภพที่สังเกตได้มันไม่ทราบว่าขนาดของเอกภพในจำนวนทั้งหมดนั้นมี จำกัด หรือไม่มีที่สิ้นสุด

101010122

ตามข้อเสนอของHartle – Hawking state : "เอกภพไม่มีขอบเขตเริ่มต้นในเวลาและอวกาศ"

Dr. Brent Tulleyตีพิมพ์บทความ: " The Laniakea supercluster of galaxies " (ฟรีarXiv preprint ) และวิดีโอระงับที่เกี่ยวข้องพร้อมด้วยไดเรกทอรี Vimeo ของ Dr. Daniel Pomarèdeโดยเฉพาะวิดีโอนี้: จักรวาลของ Local Universe (FullHD version)จากสิ่งเหล่านี้ ภาพถูกวาดซึ่งแสดงรูปร่างของส่วนหนึ่งของจักรวาลที่เรารู้:

  • ใช้ข้อมูล WMAP และฉายกาแลคซีทั้งหมดภายใน 8K km / s (1:18 บนวิดีโอ) ไปยังพื้นที่ 3 มิติ:

WMAP -> 3D คลิกที่ภาพเพื่อเคลื่อนไหว

ระยะใกล้ที่ตั้งของเราแสดงโมฆะท้องถิ่นขนาดใหญ่:

ทางช้างเผือก

การซูมออกเผยให้เห็นส่วนหนึ่งของจักรวาลดูวิดีโอที่ลิงก์ด้านบนสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม:

10K km / s

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.