Естественные науки

Утверждают, что пространство расширяется быстрее скорости света. Почему такое возможно? Просьба прочитать дополнение.

Простейший пример того, как получается, что пространство может расширяться быстрее скорости света, можно рассмотреть на примере одномерного пространства.
Допустим, что одномерное пространство замкнуто в окружность. Если диаметр окружности увеличивается со скоростью света (или меньше скорости света, но близко к ней), то расстояние между точками на концах диаметра увеличивается со скоростью больше скорости света, а именно в (ПИ/2) раз быстрее.
Понятно, что если, допустим трехмерное пространство является гиперсферой, которое описывается уравнением
X1^2 + X2^2 + X3^2 + X4^2 = R^2,
то если радиус R такой вселенной растет со скоростью близкой к скорости света, то противоположные точки этой вселенной разбегаются со скоростью большей, чем скорость света.

Пространство это математический объект. Математические точки могут двигаться относительно друг друга со скоростями быстрее скорости света. Типичный пример, это солнечный зайчик. Свет может двигаться только со скоростью света, так как свет это материя. А солнечный зайчик это геометрический объект и поэтому может двигаться и медленнее скорости света и быстрее скорости света.
Геннадий Горланов
Геннадий Горланов
65 714
Лучший ответ
Алина Дубровина Солнечный зайчик не геометрический, а физический объект, т.к. скорость света конечна. Возьмите хотя бы струю воды из пожарного рукава. Если вы вращаетесь, струя закручивается в спираль, так же и свет. Геометрическим объектом мы можем считать его условно, потому что при простом опыте скорость света достаточно велика, а искривление луча ничтожно мало, и им можно пренебречь. Но при больших расстояниях этот номер не пройдет. Просто на большом расстоянии невозможно увидеть солнечный зайчик и заметить этот эффект.
А по какой такой логике пространство должно соблюдать законы материи, если это разные вещи?
Дашуля Капранова Настолько разные, что одно реальное, а другое вымышленное.
почему это пространство не имеет характеристик? пространство имеет размер, который можно измерить. расширение пространства означает, что расстояние между не связанными объектами увеличивается, а размер самих связанных объектов (линеек, земли, солнечной системы, Галактики) остаются неизменными. т.к. пространство не является материей, то скорость его расширения ничем не ограничена. в следствии расширения пространства во вселенной имеются объекты которые удаляются от нас со скоростью света (и большей скоростью). такие объекты не наблюдаемы вследствии принципа доплера. поэтому вся вселенная разделена космологическим горизонтом на наблюдаемую и не наблюдаемую. размеры первой растут со скоростью света.
Lenok Lee
Lenok Lee
70 161
Дашуля Капранова Уточню свою мысль. Пространство не имеет никаких характеристик, которые отличали бы его от других явлений. Помните бритву Оккама? Зачем вводить дополнительные конструкции, когда можно прекрасно без них обойтись? Например пространство от Земли до Солнца = расстояние от Земли до Солнца. И т.д. Пространство это вымышленная конструкция.
Отвечающие не совсем правильно объясняют. Тут всё дело в том - откуда берётся понятие о скорости разбегания. Если рассматривать красное смещение, то на значительных расстояниях z>1. И если бы рассматривался эффект Доплера, то это дало бы скорость больше скорости света - в этом вся путаница. Но пространство описывается неевклидовой метрикой, которая не использует метр в качестве единицы измерения расстояния. На небольших локальных участках метр использовать можно, но на всех этих участках метр разный с точки зрения наблюдателя с Земли. Все эти отличия описывает масштабный множитель для каждого локального участка. Поэтому понятно, что описание скорости какого-то удалённого локального участка не может быть в единицах Земного локального участка. Какие там (на дальнем локальном участке) скорости не совсем понятно, хотя мы и имеем точное красное смещение, но величина масштабного множителя нам неизвестна.
Да хрен знает об этом сложна судить
Скорость измеряется в м/c.
Скорость расширения пространства измеряется в м/с/Мпк (67 км/c/Мпк по последним данным) - это значит, что галактика, находящаяся от нас на расстоянии 1 мегапарсека, каждую секунду удаляется на 67 км.
То есть это не скорость вовсе, это другая физическая величина, которая не может быть ограничена скоростью света. Это как сравнивать скорость и ускорение - этого делать нельзя, потому что это совершенно разные вещи.
Дашуля Капранова Каким же образом пространство расширяется, если у него нет своих характеристик и оно является (цитирую из словаря) - логически мыслимой формой? Не логичнее ли думать, что не 0 расширяется в 0, а тела отдаляются друг от друга?
если пространство расширяется, то мы тоже расширяемся, значит ничего не расширяется, аминь
Ерке Муратовна Это было-бы так, если бы скорость света не была постоянной. Без этого действительно одинаковый коэффициент изменения расстояний и эталонов для для их измерения не выявит разницы, а вот увеличение времени на прохождение этого расстояния светом все-таки свидетельствует о расширении Вселенной. Хотя, если посмотреть немного по другому, мы получим, что все приборы, кроме основанных на скорости света дают нам один результат (ничего не изменилось). Тогда это должно выглядеть, как уменьшение скорости света.
Без предметного наполнения пространство не нужно.
Это утверждают, когда путают математику и физику.
Пространство - это область в которой движутся частицы Материи.
Частицы: нуклоны, фотоны, нейтрино не могут двигаться со скоростью
быстрее Скорости Света, значит и область в которой они движутся,
не может расширяться быстрее скорости света. Это физика.
Только нуклоны (протоны и нейтроны) имеют наблюдаемые размеры ~1Е-15 м.
Область Наблюдаемой Вселенной, если подсчитать по плотности галактик, звёзд в них и среднему размеру звезды, содержит около 1Е80 нуклонов.
Расширение Вселенной - хорошо обоснованный наблюдениями факт.
Когда Наблюдаемая Вселенная имела плотность нуклона, она имела размер:
(1Е80)/3*1Е-15 = 1Е12 м или около 1 млн. км. , что меньше размеров орбиты Земли.
Более плотные состояния Материи ещё не исследованы и говорить об их свойствах рано.
Однако, играя с фундаментальными константами, ничего не запрещает утверждать математикам, что в начале своего существования Вселенная имела размер 1Е-35м, получаемый из комбинации трёх (неизменных! ) констант: Скорости Света в Вакууме, Гравитационной постоянной и Постоянной Планка.
Если экстраполировать назад во времени плотность Вселенной, то плотности
нуклона она достигла на 1Е-10 секунде своего существования, т. е. Наблюдаемая Вселенная достигла размера нуклонной плотности со скоростью:
1Е12/1Е-10=1Е22 м/с = 1Е19 км/с, т. е. около 1Е19/3Е5 ~ 3Е13 (десять тысяч миллиардов) быстрее Скорости Света !!!
Этот этап называется Инфляцией и ничего общего с наблюдаемой физикой не имеет, кроме, якобы, объяснения появления начальной неоднородности Вселенной, которая сейчас наблюдается в неоднородности микроволнового реликтового излучения.
Для математической самосогласованной теории - это большой достижение, для физики, пока это ничто, так как отклонения скорости света от фундаментальной, на уровне точности измерений (миллионные доли константы) не обнаружено.

Похожие вопросы