[الكون] حجم

الأهم هو سرعة الضوء في الكون هو أيضا الطبيعة الأساسية، يتم تطبيقه في جميع الجوانب، مثل قياس المسافة، والاتصالات، وتظهر في مجموعة متنوعة من الصيغ. في الخلاء، وسرعة انتشار الضوء تساوي 299،792،458 متر في الثانية الواحدة، وعلى ضوء لا تواجه مرور الوقت، وسرعة الضوء ثابتة. بعبارات بسيطة، دون أي كائن قد تكون تتحرك أسرع من الضوء في الكون.

ولكن إذا كان الأمر كذلك، عندما نقول أن عمر الكون هو 13800000000 سنوات ليست يجب أن يكون حجمها 13800000000 سنة ضوئية ذلك؟ يتم الخلط بين كثير من الناس. ووفقا لحساب الأخير في اغسطس من هذا العام، فقد تقلص حجم الكون مما كان يعتقد سابقا إلى 320 مليون سنة ضوئية في كل الاتجاهات، لكنه ما زال صلت 45340000000 سنة ضوئية دائرة نصف قطرها. وهذا مجرد الكون يمكننا أن نرى، قد يكون لدينا جزءا غير مرئي غير محدود من ذلك بكثير.

حجم الكون المرئي (ملاحظتها الكون)، ونحن لا يمكن أن نعرف حجم الجزء غير ملحوظ.

إذا كان عمر هو 13.8 مليار سنة فقط من الكون، وليس هناك ما يمكن أن تتحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء، ثم حجم 45340000000 ضوء عاما هو كيف تحسب؟

[فهم] الانزياح نحو الأحمر

قبل أن نفهم لماذا هذا العدد الكبير من سن كبير، ونحن بحاجة أولا لفهم حجم الكون مما هو فقط كيف يعمل.

فهم حقيقي أول ما العلماء ضوء نيوتن، على الرغم من أكثر الناس يعرفون أن اقترح واخترع حساب التفاضل والتكامل من الجاذبية. عندما يمر شعاع من الضوء الأبيض (من النار الشمس نجوم أخرى) من خلال منظور، وسوف نرى ذلك في ألوان مختلفة (أطوال موجية مختلفة). هذا المبدأ بسيط يسمح لنا أن نلاحظ من النجوم البعيدة، وذلك من خلال الطيف، يمكننا أن نتعلم الكثير عن النجوم، النجوم مثل تكوين ودرجة الحرارة.

في عام 1842، اكتشف الفيزيائي النمساوي ما يسمى دوبلر تأثير دوبلر . بهذا المعنى يفسر لماذا بعض النجوم من بعيد نحو الطرف الأحمر من الطيف الكهرومغناطيسي، في حين يفضل البعض الآخر الطرف الأزرق.

على : مختبر الطيف، في: التحول الحمراء؛ يلي: التحول الأزرق. ( NASA)

لفترة وجيزة، وفقا لتأثير دوبلر، عندما نتلقى من النجوم البعيدة، يمكننا أن نعرف مصدر تتجه نحو أو بعيدا عن حركتنا لدينا. وبعبارة أدق، إذا كان الكائن بعيدا عن المراقبة، سوف تكون الضغوط على موجات الضوء، بحيث يبدو المحمر (الطول الموجي الطويل، وانخفاض الطاقة). إذا، سيتم ضغط موجات الضوء على حركة الكائن نحو المراقب، لذلك هو أكثر الأزرق (الطول الموجي أقصر، وارتفاع الطاقة).

امتصاص الطيف من المجرات البعيدة. ( Chano Birkelind)

مع تطور تقنيات الرصد الفلكي، وجد علماء الفلك أن المجرات البعيدة لها إشعاع مرت من الطول الموجي الانزياح نحو الأحمر (لأنهم بعيدا عنا). ولكن ليس فقط في هذه المجرات تبتعد عنا، وزيادة الانزياح نحو الأحمر، وهذا يعني أنهم يتحركون بعيدا عنا أسرع وأسرع. هذا هو قانون هابل.

وهذا يقودنا للاعتقاد بأن الكون ليس ثابتا، بل تتوسع!

قانون هابل الأحمر تحول الضوء من المجرات البعيدة يتناسب مع المسافة بينهما. يتم ترك بيانات هابل الأصلي غرفة البيانات في الوقت الراهن على الملاحظة. في المقابل، تقلص إلى حد كبير عدم التيقن من نتائج. ( جامعة ليفربول جون مورز)

[فهم] توسع الكون

ملاحظة لمع الاحترام لعرض بالقرب من مجرة تحول أحمر، إذا كان الهدف من ذلك هو على العكس من ذلك ثلاث مرات، فإنه لا يزال بعيدا السرعة أيضا ثلاث مرات. أن ننظر أبعد من مجرتنا سوف تجد أسرع وسريعة بما فيه الكفاية لتتجاوز سرعة الضوء. ومع ذلك، قلنا من قبل، وسرعة الضوء هي الحد الأقصى للسرعة في الكون. فكيف يكون هذا ممكنا؟

كما توسع الكون، والمسافة بين المجرات آخذ في الازدياد. ( جيمس N. إيمامورا من U. ولاية أوريغون)

أولا، يجب أن نتذكر أنه في حين يمكن أن نلاحظ أن الكون يحتوي على الحافة، ولكن الحجم الحقيقي للكون هو أكثر بكثير مما نستطيع أن نفهم.

وهذا ما يسمى حافة "الكون المرصود." يحتوي الكون المرصود عددا مذهلا من فائق من المجرات وعناقيد المجرات والمجرات الكبيرة والمجرات القزمية والنجوم والكواكب. إذا تم ضغط كل هذه إلى 13800000000 سنة ضوئية في جميع أنحاء الكون، قد يبدو قليلا مزدحمة. يعتبر ثمة مفهوم خاطئ شائع من الكون المرصود يجب أن تضاعف حجمها قبل سنة ضوئية من العمر.

لفهم أفضل للتوسع الكون، وأنا ببساطة يعطي مثالا على ذلك. نظرة على الشكل التالي:

توسع الكون. ( الفلك مجلة 2007)

في الرسومات وبعض المجرات يمكن أن ينظر إليه، وذلك بسبب توسع الكون therebetween بعيدا عن بعضها البعض. تخيل أننا في منتصف مجموعات من المجرات وعناقيد المجرات نلاحظ في الزاوية اليسرى السفلى. عندما يكون هناك ضوء من المجرات بعيدا عن أدنى اليسار (الرسم البياني الأيسر) والمجرات المسافة منا حوالي 87 مليون سنة ضوئية. بدأ ضوء لنشر لنا، ولكن تذكر، والكون آخذ في التوسع. وهذا يعني أن بيننا وبين مجموعات من المجرات من تجري زيادة. واصلت الضوء على انتشار لنا، ولكن نظرا لبعد المسافة زيادة باستمرار من الروافد الخفيفة لنا نشر أكثر من 87 مليون سنة ضوئية. عندما يكون هناك ضوء صلت أخيرا (الجانب الأيمن من الشكل)، مجموعات من المجرات 173 مليون سنة ضوئية من بالفعل!

لذا فإن السؤال الرئيسي هو: انتشار كيف خفيفة حتى الان؟ أبسط الجواب بالطبع هو أكبر من 87 مليون سنة ضوئية، ولكن أقل من 173 مليون سنة ضوئية!

الآن، يمكننا وضع هذه القضية على الكون كله.

النموذج التضخمي. (مجلة الطبيعة )

في منذ حوالي 138 مليون سنة، والكون "فجأة" بدا والخبرة في فترة قصيرة جدا من الوقت من أجل أن تتجاوز سرعة توسع الخفيفة، وهذا ما يسمى فترة التضخم (التضخم). الكون من حالة ساخنة جدا وكثيفة في الفضاء الشاسع، وتنتج مجموعة متنوعة من مصادر الطاقة: الإشعاع (مثل الفوتونات)، ومادة الداخلية (مثل البروتونات والنيوترونات والإلكترونات) والطاقة المكانية (الظلام الطاقة). إلا إذا كان ذلك مليئة نوع من الطاقة التي هي في توسع الكون، عندما كنت أسأل كائن لينبعث ضوء عند وصولنا الى هذا الكائن مدى سوف نحصل على ثلاث إجابات مختلفة. على سبيل المثال، إذا كان يسود الكون، المسألة في أي وقت، ثم ضوء يسافر إلى الولايات المتحدة، وحجم الكون 41.4 مليار سنة ضوئية شهدت 13800000000 سنوات. لكن الكون الحقيقي هو في الواقع خليط من هذه الأنواع الثلاثة من الطاقة، وسوف تتغير مع مرور الوقت.

في أوقات مختلفة، والكون تهيمن عليها أشكال مختلفة من الطاقة. ( إيثان سيجل)

في البداية، حكمت الكون عن طريق الإشعاع (نيوترينو الضوء على النموذج). بعد ذلك، بدأت المسألة (مسألة عادية والظلام) لتولي المنصب، واستمرت لبلايين السنين. في وقت لاحق فقط، بعد تشكيل النظام الشمسي والأرض، وأصبحت الطاقة المظلمة القوى المهيمنة. تذكر، في منذ حوالي 138 مليون سنة، لدينا الكون المرئي كله هو أصغر من النظام الشمسي اليوم!

مختلفة الأحجام فترة الكون. يمثل المحور الأفقي عمر الكون (بالسنوات)، ويمثل المحور الرأسي حجم الكون (في سنة ضوئية). وأخيرا، فإن الكون فجأة تصبح أكثر وأكثر بسبب تأثير للطاقة الظلام. ( إيثان سيجل)

وفي الختام، ونظرية النسبية العامة ليخبرنا بأن العلاقة بين الزمان والمكان والكون، وجميع المواد والطاقة، وهو ما يعني إذا نحن قادرون على معرفة ما هي بعض من الكون، واذا كنا نستطيع قياس صحيح كيف يتمدد الكون، يمكننا أن نعرف أن الكون في الماضي، في أي وقت في المستقبل كم.

الكون هو المادة العادية، الأمر الظلام والتكوين الطاقة المظلمة. (بلانك)

في الواقع، سوف يتم الخلط بين معظم الناس على حجم الكون المرصود بسبب سوء فهم للنظرية النسبية. وفقا لنظرية النسبية، كائن في الفضاء بالنسبة إلى مرجع لا تتحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء. ومع ذلك، فإنه لا يقتصر مساحة التوسع في حد ذاته لا يمكن أن يتجاوز سرعة الضوء. ولذلك، فإن حجم المساحة مع الفيزياء الأساسية ليس هناك صراع. وذلك لأن المجرة نفسها (وأي جسم في الفضاء) لا يشكل انتهاكا لقوانين الفيزياء، لأنهم لا حركة مفرطة اللمعية في الفضاء. ولكن الفضاء - وهذا هو والمجرات والنجوم والكواكب والمنطقة بيني وبينك - تتوسع باستمرار، وتمتد كل قسم.