Es el borde de nuestra Esfera de Hubble dentro de nuestro Evento Cósmico del Horizonte y por qué?

Question

Me fue mostrado recientemente un muy interesante video acerca de cosmológico común ideas erróneas. Me puse a revisar las diferentes entre el horizonte de sucesos (actual de la distancia dentro de la cual nos va a ver/interactuar), partículas horizonte (distancia actual dentro de los cuales se han visto/interactuado, y la Esfera de Hubble (distancia en la que las cosas están actualmente en retroceso a la velocidad de la luz).

He encontrado la siguiente figura extremadamente útil:

Pero estoy muy confundido sobre el horizonte de sucesos actualmente se encuentra fuera de la Esfera de Hubble. Si el universo está acelerando su expansión, entonces parece que todo fuera de la Esfera de Hubble en este momento - no estar en causal de contacto, nunca dentro de nuestra luz de cono, y por lo tanto estar fuera de nuestro horizonte de sucesos. Es esta cifra correcta?

Answer 1

La referencia es del Púlsar respuesta, ver explicaciones detalladas y gráficos.

@Christoph 's respuesta es correcta, por lo que es sólo otra manera de expresar la respuesta.

En primer lugar, existe una noción de instantánea distancia adecuada (entre nosotros y algunos galaxy), donde podemos imaginar que la expansión se detuvo en el tiempo $t$, y que podemos medir la distancia entre nosotros y la galaxia. Este es un pseudo-distancia, que no es realmente, y prácticamente medibles.

La distancia de Hubble es una distancia adecuada que corresponde a una velocidad de recesión de $c$ en algún momento $t$. Que sólo depende de characterics ($a(t)$, etc...) en el momento en $t$.

La diferencia entre el evento cósmico del horizonte a una distancia adecuada (y también para el pasado a la luz de cono distancia adecuada) , en comparación con la distancia de Hubble (ver en la referencia de las expresiones de $D_\text{H}(t_{ob}),D_\text{lc}(t_\text{em},t_\text{ob}) ,D_\text{eh}(t_0$) para más detalles), es que, para el evento cósmico del horizonte a una distancia adecuada y el pasado cono de luz de distancia, hay una señal física (un fotón). Así que hay una integración en diferentes $a(t)$, esto corresponde al hecho de que, mientras que el fotón en sí siempre ha una velocidad de $c$, en un local marco, la distancia real entre, por ejemplo, $2$ intermedio de las galaxias en su viaje, está en aumento, debido a la expansión del universo. Así que tenemos que tomar en cuenta todos los valores de $a(t)$ desde el momento en que el fotón es emitido hasta el momento en el que el fotón es observado.

El otro hecho es que no es exacto que el Hubble distancia se encuentra completamente en el interior del horizonte de sucesos. La relación entre el $2$ depende de la expresión del parámetro de Hubble $H(a(t))$, entre el $t$ $+\infty$

Answer 2

Aquí está mi intento de responder a la pregunta (lea: pensando en voz alta).

En el pasado el universo fue la desaceleración de su expansión.
Debido a eso, el Hubble-Esfera era en realidad en expansión; es decir, usted tiene que mirar padre y más lejos para encontrar un objeto que retrocede a la velocidad de la luz. Por lo tanto, si un objeto sólo un poco de vías fuera de la Hubble-esfera emite un fotón, si esperas un rato va a estar dentro de nuestro Hubble-esfera, y vamos a recibir, eventualmente, el fotón. No hay problema.
Pero en cierto modo, la esfera de Hubble y fotones estaban realmente trabajando juntos. Lo que quiero decir es, el fotón viaja hacia nosotros, y la esfera de Hubble se está alejando de nosotros-trayendo a la que la lucha de fotones dentro de su alcance.

Ahora, el universo está acelerando su expansión.
Eso significa que la esfera de Hubble es contratantes. Algo que se fue alejando en el sub-luminal velocidades, puede --- en el futuro --- retroceder superluminally. Así que un fotón emitido justo fuera de la esfera de Hubble, en una galaxia G1, es en realidad la lucha contra la contratación de la esfera de Hubble. Lo que importa es la rapidez de la esfera de Hubble es de contratación, frente a cómo de rápido el fotón es el cierre de la distancia a nosotros (shoutout a @christoph impresionante post!!!).
Imaginar una galaxia (G2), a mitad de camino entre nosotros y en los que el fotón se emite (G1, justo fuera de nuestra esfera de Hubble). G1 está dentro de la esfera de Hubble de G2, por lo que es fácil creer que el fotón va a llegar G2 en tiempo finito. Lo que nos importa es si el G2 será dentro de nuestra esfera de Hubble cuando el fotón llega! Aunque la esfera de Hubble es contratantes, el fotón podría ser capaz de cerrar la distancia más rápido.
El Horizonte de Sucesos es la distancia a partir de la cual un fotón (emitida ahora) nunca son capaces de entrar en nuestra Esfera de Hubble.

Tal vez usted todavía está pensando, "Pero si las cosas en la Esfera de Hubble se aleja a la velocidad de la luz... ¿cómo podría un fotón nunca catch-up?" (Al menos yo). Creo que el kicker es que la esfera de Hubble no es universalmente retroceso en la velocidad de la luz, pero sólo en apariencia - en relación a la calidad de observador en la distancia total distancia.

Answer 3

Como Chris White señala, este es un problema sutil, así que estoy ansioso de ver algunas más respuestas - tal vez alguien puede subir con un buen coche analogía ;)

Mientras tanto, aquí está mi mejor tiro en una explicación:

En primer lugar, aceptar que la existencia de una preferido espacial rebanar no hacer FLRW el espacio-tiempo en el espacio-tiempo de Minkowski: la distancia Adecuada en constante cosmológica momento no hay sustituto para el especial relativista distancia adecuada, y todas las advertencias de la relatividad general, todavía se aplican.

Ahora, considere la posibilidad de comoving coordenadas y elegir cualquiera de los dos puntos en reposo como emisor y (eventual) absorbedor. No importa la inicial adecuada distancia o velocidad de recesión, un fotón se mueve constantemente desde el emisor hacia el absorbedor, la disminución de la distancia por comovimiento todavía se necesita para viajar. No va a detener o congelar en cualquier distancia en particular, y esto es cierto incluso para los fotones que llegan emitida desde más allá del horizonte de sucesos - que voy a tomar una longitud mayor a la cantidad infinita de tiempo para llegar a su destino...

El horizonte de sucesos es, básicamente, el pasado cono de luz en $t=\infty$, hecha a partir de null geodesics y tiene significado físico. En contraste, la esfera de Hubble es en gran medida arbitraria: Es cuando un particular de coordinar la velocidad - la velocidad de recesión - llega a $c$. Sin embargo, la velocidad de la luz sólo los límites de velocidades relativas, los cuales necesitan ser evaluados en el mismo evento o a través de transporte paralelo. Va por Pulsar la figura, la luz que nos llega de la esfera de Hubble ahora ha $1\lt z\lt3$, así como la medida de como el fotón, la velocidad relativa del emisor y del absorbedor se acerca $(0.7\pm0.1)c$ - nada despreciable, pero lo suficientemente cerca no es lo suficientemente bueno.