Si el espacio está "en expansión" en sí mismo - ¿por qué entonces hay corrimiento al rojo?

Question

El "kid" manera de entender el universo en expansión es que: "el espacio" es totalmente "normal", y todas las galaxias se están expandiendo a través de él (como una explosión). Por supuesto, eso está mal.

La costumbre mejor explicación es que "el propio espacio se está expandiendo" (por supuesto, en las escalas por debajo de los clusters, la gravedad tira "más pequeño" estructuras juntos).

Aún más arriba-a-fecha de la explicación es que el conceptual "métrica del espacio" es "expansión" (típico pedagógica ejemplo), que tal vez puede ser resumida como la "escala está cambiando".

ASÍ que los objetos lejanos son desplazados hacia el rojo.

Pero, ¿por qué? Todo lo que acaba de expansión -- el muy métrica del espacio-tiempo se expande.

De hecho, me parece que usted sólo ver el corrimiento al rojo (o si se prefiere, de la dilatación del tiempo de lejanos cosas) estrictamente en el caso de "diario" de movimiento dentro de la métrica del espacio; la idea de la "métrica del espacio cambiando!" parece ser que, aquellos de nosotros interna para que la métrica del espacio no tendría idea de que cualquier expansión que está sucediendo: la escala es solo cambiar de todo.

¿Cuál es la mejor manera de entender esto?

Imagina simplemente un medidor de cubo en un juego de video con un par de cosas en ella. No hay exterior, es el universo. Me ampliar toda la cosa...

{nota...por supuesto, el "afuera" (sombras, etc), añadido por el 3D software de presentación para el PNG aquí, tiene absolutamente ningún sentido y no existen en ninguna manera}

... a todos los seres en el interior, creo que absolutamente nada ha cambiado, no habría redshift entre los objetos hay.

¿Cuál es el trato?

Answer 1

Es bastante fácil de explicar, si tomamos un punto de vista clásico, de una onda electromagnética. Como una onda EM desde una estrella distante se propaga hacia nosotros, el espacio que se propaga a través de está expandiendo. Desde el espacio se está expandiendo, los picos y las depresiones de la onda EM están recibiendo más separados el uno del otro. Que corresponde a un aumento en la longitud de onda y una disminución en la frecuencia; un desplazamiento hacia el rojo se plantea.

Editar:

Creo que te estás imaginando, "la métrica del espacio se está expandiendo" significa que la definición de la distancia está cambiando$^{†}$, pero ese no es el caso. La "métrica del espacio en expansión" significa que las distancias ellos mismos están cambiando. Como un electrón y un protón son sometidos a una ampliación del espacio de ellos, la atracción electrostática entre ellos (hablando de forma más o menos no quantum marco) tira de ellos "back together" y mantiene el tamaño del átomo.

La "hoja de goma" la analogía es un poco peligroso, pero en este caso creo que es apt. Dos objetos en una expansión de la hoja de goma experimentarán un aumento en la distancia entre ellos, pero no si están conectados por un resorte - en ese caso, van a mantener su distancia relativa.

No es una magia exención que permite a los átomos de nuestros aparatos de medición de ser afectado por un universo en expansión; son afectados debido a las interacciones electrostáticas y asociados de la mecánica cuántica que determinan el comportamiento de las partículas subatómicas no se modifica por la expansión del espacio.

$^{†}$que acaba de decir el universo es el cambio de un conjunto de unidades a otro, lo cual (como ustedes lo señalan) estar física y filosóficamente indetectable, y por lo tanto sin sentido.

Answer 2

¿Cuáles son los observacional y experimental de los hechos:

1)los Átomos se han definido los espectros, con un patrón fijo, una huella digital del átomo

2) El más alejado ( medido por luminocity) las galaxias en torno a la nuestra, el más desplazado el fingerpring patrón hacia la parte roja del espectro.

3) Esto ocurre de manera uniforme en todo.

El modelo que se ajusta a estos hechos es la Relatividad General, que predice el comportamiento

En la jerarquía de las fuerzas , la fuerza de la gravedad es la más débil. Esto asegura que los átomos, la materia en general el tamaño de las galaxias mantener su estructura, el pan de pasas analogía. La gravedad es lo suficientemente fuerte como para mantener incluso los cúmulos de galaxias no se ven afectados, dado que algunos de hipótesis sobre la densidad de energía y la solución de las ecuaciones de la relatividad general la gravedad puede luchar contra la expansión y provocar el big crunch.

Los fotones son las partículas elementales que tienen que obedecer a nivel local de la energía y el impulso de la conservación. La expansión del universo, los cambios de su impulso y por lo tanto los espectros atómicos llegar desplazado hacia el infrarrojo.

la idea de la "métrica del espacio cambiando!" parece ser que, aquellos de nosotros interna para que la métrica del espacio no tendría idea de que cualquier expansión que está sucediendo: la escala es solo cambiar de todo.

Es el hecho de que la materia está obligado por fuerzas que no son afectados por la expansión que nos permite medir la expansión. De lo contrario, estás en lo correcto, nuestros átomos también estaría en expansión, y nos gustaría ver ningún cambio en la atómica huellas digitales.

Answer 3

FYI Curiosamente he encontrado este artículo,

http://arxiv.org/abs/0707.0380v1

donde los autores dirección en gran medida el problema exacto de esta pregunta, y, de hecho, si el conjunto pedagógico idea de "espacio en expansión," es una mierda.

Por ejemplo, la sección 2.6.2, es idéntica a la OP aquí.

2.6.2 lo Es todo en expansión?

Una extensión del argumento en contra de la expansión global en la sección 2.2 es que se debe ser indetectable, ya que todo simplemente se expande con ella.

Que básicamente van a decir que porque los átomos no se expanden nos puede medir el corrimiento al rojo, por ejemplo,

Lo cual parece ser el asintótica respuesta aquí.

Answer 4

1: es falso decir que "todo está gastando" : el espacio es gastar, pero los objetos vinculados juntos por la fuerza (como la gravedad) se mantienen a la misma distancia. Así que es un error confundir la expansión y el simple cambio de escala.

2: Cuando una onda viaja a cierta velocidad, frente 2 tiene un retraso en comparación al frente 1, y necesita algo de tiempo para cubrir la distancia para llegar a ex posición de frente 1. Pero durante este tiempo de expansión se ha ampliado la brecha, de manera que la distancia entre los frentes (que es la longitud de onda aumenta : es el desplazamiento al rojo.

Answer 5

Nota que en tu ejemplo realmente habría cambio roja. Las dos esferas son distancias todavía proporcionalmente equivalentes aparte, lo que significa que han alejado entre sí en términos de un marco no-cambiado de puesto fijo.