El universo observable es de aproximadamente 13,7 billones años de edad. Pero todavía es 80 billones años luz a través. ¿No es esto una contradicción?
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Andrew
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Esta pregunta implícitamente se refiere el visible universo, pero debemos estado que de manera explícita, ya que de lo contrario la pregunta no tiene ningún sentido.
Puede parecer que no deberíamos ser capaces de ver más de 13.7 mil millones de años-luz (13.7 giga-años-luz, o glyrs), pero ese razonamiento omite la expansión del espacio-tiempo según la Relatividad General. Un fotón emitido desde algún lugar cerca del principio del Universo habría viajado casi 13.7 glyrs si usted ha medido cada año luz como el fotón cruzado, pero desde aquellos años-luz que se mide se han ampliado desde el fotón pasa a través de esa distancia de la que ahora se suma a alrededor de 80 glyrs.
Joe Liversedge
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El radio del universo observable es de alrededor de 46 mil millones de años luz, que es considerablemente mayor que su edad de 14 mil millones de años. Dado que el radio del universo observable se define por la mayor distancia de la que la luz habría tenido tiempo para llegar hasta nosotros desde el Big Bang, usted podría pensar que es mentira, a una distancia de sólo 14 mil millones de años luz, ya que $x=ct$ el movimiento a una velocidad constante $c$. Sin embargo, una relación como $x=ct$ sólo es válido en especial de la relatividad. Cuando escribimos esta relación, nos imaginamos a un sistema de coordenadas Cartesianas $(t,x,y,z)$, que en la mecánica Newtoniana se asocia con un observador particular del marco de referencia. En la relatividad general, la contraparte de esto sería una Minkowski cuadro de coordenadas, pero estos marcos sólo existen a nivel local. No es posible hacer un marco de referencia que abarca tanto nuestra galaxia y un cosmologically galaxia distante. La relatividad General es capaz de describir la cosmología utilizando modelos cosmológicos, y esta descripción es correcta, en coincidencia con las observaciones a un alto nivel de precisión. En particular, no son objetos observados cuya aparente edades son incompatibles con sus distancias de nosotros.
Una manera de describir esta diferencia entre la relatividad especial de $x=ct$ y la distancia real-tiempo de relación es que podemos pensar en el espacio entre las galaxias como la expansión. En esta descripción verbal, podemos imaginar que un rayo de luz viaja de galaxia a galaxia B, el espacio extra que se crea entre a y B, de modo que por el momento en el que llegue la luz, la distancia es de más de $ct$.
Nada de esto tiene nada que ver con la inflación. La inflación hace que ciertas predicciones comprobables acerca de las observaciones cosmológicas (por ejemplo, se predice que el universo es espacialmente plano), pero es irrelevante para la comprensión de por qué el radio del universo observable tiene el tamaño en comparación con la edad del universo. La inflación puede incluso no ser la correcta. Si la inflación resulta no haber ocurrido nunca, no tendrá ningún efecto sobre esta cuestión en particular.
Resulta que podemos obtener una sorprendentemente buena estimación del tamaño del universo observable utilizando una versión simplificada de la FRW modelo cosmológico que consiste solamente en polvo, es decir, nonrelativistic la materia. La aproximación es buena, porque el universo ha pasado la mayor parte de su historia dominada por la materia, con sólo un período muy corto desde el principio que era la radiación dominado, y otra bastante reciente de la era que está dominado por la constante cosmológica. De acuerdo con el estado actual de los datos de observación, hacemos una segunda aproximación, que es que el universo es espacialmente plano. En un espacio plano FRW modelo, el $r-t$ parte de la métrica es de la forma $ds^2=dt^2-a^2dr^2$, donde la escala de la función $$ depende del tiempo. Para un fotón, $ds=0$, y luego se puede mostrar que la distancia recorrida por un fotón desde poco después del Big Bang está dada por $L=\int dt/$. Por una cuestión dominado solución, $a$ es proporcional a $t^{2/3}$, y nos encontramos con $L=3t$. Esto es bastante cerca de los $L/t$ proporción de alrededor de 3.3 dada por los modelos más realistas. También tiene sentido que el resultado es algo mayor que 3, porque el universo ha entrado en una era en la que su expansión se está acelerando. En el futuro, $L/t$ se convertirá en más y más.
The Geoff
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Usted puede viajar casi a la velocidad de la luz como quieras, pero (suponiendo que estamos hechos de la materia) usted no puede viajar a la velocidad de la luz o más rápido.
Así que no hay razón por la que las galaxias no puede estar alejándose el uno del otro en el 99.9999% de la velocidad de la luz. Sin embargo, esta no es toda la historia, como la expansión del espacio-tiempo puede hacer cosas divertidas. El universo no está en realidad en expansión como es de esperar de la vida cotidiana, como una explosión, y no hay un "punto único" que puede señalar y decir "que es donde el big bang ocurrió", sucedió en donde estás sentado, y en el lado oscuro de la luna, y a la vuelta de la esquina de Alfa Centauri...en todas partes, de hecho.
Imagen de un gráfico - el punto en la gráfica no se alejan unas de otras (es decir, el punto a va de (1,1) (2,2) y el punto B va desde (5,5 a 7,7)) - en su lugar, el gráfico completo, un pedazo de papel y todo, que se está estirando.
Este estiramiento se permitió pasar más rápido que la velocidad de la luz, ya que no importa en realidad tiene que cambiar las coordenadas para que suceda.
En relación con el título de tu pregunta, la respuesta mejor es preguntar "en comparación con qué?".
Blaze
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Sí, esto suena como que podría ser una contradicción, pero en realidad no lo es. Es debido a que el universo se ha estado expandiendo rápidamente en todas las direcciones desde el big bang y nuestras observaciones están limitados por la velocidad de la luz.
Por ejemplo, si observamos un quásar distante que parece ser de 10 mil millones de años luz de distancia, la luz del quasar es de 10 mil millones de años (que es por qué los cuásares son conocidos por ser algunos de los más antiguos de los fenómenos en el universo). En el tiempo que tomó para que la luz para llegar hasta nosotros, el universo se ha estado expandiendo. De hecho, la expansión ha sido la aceleración de todos los que a pesar de que la distancia entre nosotros y que quasar es en este tiempo considerablemente mayor que 10 mil millones de años luz.
Si tuviéramos un medio para observar objetos lejanos como aparecen a la derecha en esta instancia, no sólo tenemos un tipo de máquina del tiempo, pero podríamos observar el universo a ser de 80 mil millones de años luz de ancho, aunque no puedo dar fe de la veracidad de los 80 mil millones de años luz de la figura dada en la página de la wikipedia.
Los astrónomos y los físicos también lucha con la pregunta de "¿qué es lo que el universo en expansión". Es que se expande en el espacio vacío y si es así ¿hay algo que está más allá de nuestro universo en algún gran distancia? Si es así, el universo puede ser infinito.
¿O es que el universo se pliegan sobre sí misma en algunas de las dimensiones superiores de la llanura, es decir, si hemos tenido un hipotético medios para viajar más rápido que la velocidad de la expansión del universo y viajó en una línea recta, podemos, finalmente, acabar de nuevo en el mismo lugar? En este escenario, el universo se habría un límite teórico en cualquier momento.
