问伊森№10:为什么宇宙中到处都一样





其中最悲惨的人的特质 - 一种倾向推迟的生活。我们的一个神奇的梦都在上涨地平线别墅享受我们窗外盛开的玫瑰花超过代替。

戴尔·卡耐基 I>

一位读者问:
<大段引用>我真的不理解宇宙膨胀和地平线的问题。我想你已经谈到了,但是我想听到更多的细节。块引用>让我们回到顶端。



这是 - 你的宇宙。它横跨尽可能最强大的望远镜可以在各个方向看。他们看到散落的星系在数百亿光年四面八方,无论我们看起来距离数万。大规模的一切是差不多的 - 的密度,温度,种老的星系,恒星金属丰(元素的相对含量比氦更重的),等等。所有这一切,我们看到 - 是我们期待的越多,我们看到了更多年轻的事情,他们是从我们而去的速度



这一切是由于宇宙的膨胀和演变。在我们的广义相对论的背景下三个主要证据:

宇宙膨胀哈勃 - 红移是由于星系
的距离 存在和宇宙微波背景辐射的特性(KMFI) - 在所有方向黑体辐射几乎完全一致的大海,气温只比绝对零度
氢,氘,氦(氦3和4)和锂在年轻宇宙,以形成分
- 轻元素的丰度
他们告诉我们,宇宙的演化,并从炽热和稠密的州扩大,在目前的状态已经是约138十亿年。在很长一段时间,但不下去。这种模式被称为“大爆炸»。



但有一个问题。 13.8十亿年间,宇宙的膨胀按照广义相对论的规律,那就是扩张的空间率定义了一组初始条件和宇宙的能量含量(普通物质,暗物质,辐射,中微子,暗能量,空间曲率等)。随着一切都很好 - 问题是,宇宙是均匀的,有大约在各个方向,只要我们看着相同的属性



密度和集群对宇宙的一侧星系的性质是相同的另一方面 - 不管你如何划分宇宙分开。这应该是足够了,不是吗?

大爆炸后的信息无法传输比光速更快。我们可以看到一块宇宙的尺寸46十亿光年,因为它能够行进的距离光在膨胀的宇宙在过去的13,8个十亿。年。因此,如果我们看看在同一个方向在23十亿光年,然后到另一边 - 我们可以预期,这两个网站都没有相互连接

目前尚不清楚?下面是一个比喻。



想象一下,在锅里沸腾的水。它温暖你从底部,并在一旦水沸腾在所有地方。水的上部和下部之间有温度差。为什么会这样?

你加热锅底,但水是温暖无处不在。这是因为它的分子运动,相互碰撞,并分享他们的能量。水底能量和信息交换用从顶部的水,以及所需要的交换所需的时间,远不如所需要的时间煮沸。

但是,这并不总是如此。



这张照片的熔岩海洋中的一座活火山流动。当高于1000℃下加热的熔岩,在与水接触时立即沸腾。但是海洋是大的,并且热传播速度是有限的。从这个地方不太远的水温是由于熔岩几乎不会改变。从实用的角度来看,这些区域是分开彼此,他们不共享信息或属性。

如果分离耦合在一起的区域不接触到对方和交换信息的接触,具有相同的温度才是怪事。但在宇宙是它发生的方式。



宇宙微波背景辐射(KMFI)发出当宇宙只有38万年的历史,同时光线不能在任何方向移动超过一百万光年。如果你已经填补了微波天空一百万光年的半径的圆,则需要十几十亿独立的区域,以填补所有我们看到的。然而,这些区域不彼此中,温度与相同的精度在99,99%的范围内和密度有关。



这一问题,当区域不彼此接触因某种原因有相同的性能,存在的问题称为地平线。

它可以完成如下:也许这些地区,没有时间与对方,但如果大爆炸,他们有相同的属性进行信息交换



在一般情况下,它是宇宙大爆炸之前发生了什么事的延伸,不仅准备,但准备的初始条件,这是在我们的宇宙。我们采取了一个很小的区域(可能极小),成倍扩大了,它被拉伸到一个尺寸比观测到的宇宙更大,以下规则:

任何物质的粒子或能量拓扑缺陷在膨胀前该区域中存在的,在密度,从而降低了,这将是不超过一个这样的颗粒在宇宙(解决单极的问题)
无论曲率空间也不是扩张之前,其伸展使之成为从平面空间区分扩张(一个问题就解决了​​平宇宙)
在不同的空间区域的温度和密度的任何变化在膨胀之前并不存在,我们可以预见,宇宙从一个小区域发展而来的。因此,宇宙的温度和密度都是一样的(解决地平线的问题)
量子波动的膨胀过程中发生,导致了一组温度和密度波动的预测清楚在宇宙
的可预见的部分


如果我们放弃通胀的理论,有必要扫剩下的三个问题(单极,平坦的宇宙和地平线),和一个预测(约温度和宇宙的密度波动的频谱)的地毯下,说:“这是宇宙大爆炸刚刚起步条件”,让你的模型的工作。

或者,你可以承认通胀模型 - 作为一个简单的,优雅的和直接的方式来解决所有这些问题



这就是为什么我们的宇宙,因为据我们所知,是一样的无处不在各个方向。

来源: geektimes.ru/post/252970/

标签

另请参见

新&值得注意