Objętość Hubble'a - Hubble volume

Wizualizacja trójwymiarowej wielkoskalowej struktury wszechświata w tomie Hubble'a. Skala jest taka, że ​​drobne ziarna światła reprezentują kolekcje dużej liczby supergromad . SUPERGROMADA LOKALNA - dom z Drogi Mlecznej galaktyki - jest w środku objętości Hubble'a, ale jest zbyt mały, aby być postrzegane w obrazie.

W kosmologii , o objętości Hubble'a lub Hubble sfera , subluminal kula , kula przyczynowy i kula przyczynowości jest regionem kulisty z obserwowalnym wszechświecie otaczającej obserwatora poza którą obiektów oddalać od tego obserwatora w większym stopniu niż prędkość światła w wyniku rozprężania o Wszechświecie . Objętość Hubble'a jest w przybliżeniu równa 10 31 lat świetlnych.

Właściwy promień kuli Hubble'a (znany jako promień Hubble'a lub długości Hubble'a ) to , w którym jest prędkość światła i jest stała Hubble'a . Powierzchnia kuli Hubble'a nazywana jest horyzontem mikrofizycznym , powierzchnią Hubble'a lub granicą Hubble'a .

Bardziej ogólnie, termin „objętość Hubble'a” można zastosować do dowolnego obszaru przestrzeni o objętości rzędu . Jednak termin ten jest również często (ale błędnie) używane jako synonim dla obserwowalnym wszechświecie ; ten ostatni jest większy niż objętość Hubble'a.

Środek objętości Hubble'a i obserwowalnego wszechświata jest dowolny w stosunku do całego wszechświata, zamiast tego jest wyśrodkowany wokół obserwatora.

Związek z wiekiem wszechświata

Długość Hubble'a wynosi 14,4 miliarda lat świetlnych w standardowym modelu kosmologicznym , nieco większe niż czasach wiek wszechświata , 13,8 mld lat.

Limit Hubble'a jako horyzont zdarzeń

Dla obiektów na Hubble'u ogranicz przestrzeń między nami, a obiekt zainteresowania ma średnią prędkość ekspansji c . Tak więc we wszechświecie ze stałym parametrem Hubble'a światło emitowane w chwili obecnej przez obiekty poza limitem Hubble'a nigdy nie byłoby widziane przez obserwatora na Ziemi. Oznacza to, że granica Hubble'a pokrywałaby się z kosmologicznym horyzontem zdarzeń (granicą oddzielającą zdarzenia widoczne w pewnym momencie od tych, które nigdy nie są widoczne). Zobacz horyzont Hubble'a, aby uzyskać więcej informacji.

Jednak parametr Hubble'a nie jest stały w różnych modelach kosmologicznych, dlatego granica Hubble'a nie pokrywa się z kosmologicznym horyzontem zdarzeń. Na przykład w zwalniającym wszechświecie Friedmanna sfera Hubble'a rozszerza się z czasem, a jej granica wyprzedza światło emitowane przez bardziej odległe galaktyki, tak że światło emitowane wcześniej przez obiekty spoza objętości Hubble'a może w końcu dotrzeć do wnętrza sfery i być widziane przez nas. . I odwrotnie, w przyspieszającym wszechświecie objętość Hubble'a kurczy się z czasem, a jej granica wyprzedza światło emitowane przez bliższe galaktyki, tak że światło emitowane wcześniej przez obiekty wewnątrz sfery Hubble'a w końcu cofnie się poza sferę i nigdy nie będzie przez nas widziane. Jeśli kurczenie się objętości Hubble'a nie ustanie z powodu jakiegoś jeszcze nieznanego zjawiska (jedną sugestią jest „wczesne przejście fazowe”), objętość Hubble'a stanie się prawie punktem (ze względu na zasadę nieoznaczoności czyste osobliwości są niemożliwe; także proporcja ich wzajemne interakcje są wystarczająco energetyczne, aby wytworzyć uciekające cząstki), spełniające kryteria Wielkiego Wybuchu. Uzasadnieniem tego poglądu jest to, że żadna podświetlna objętość Hubble'a nie będzie istniała i punktowa ekspansja nadświetlna (uogólnienie teorii Wielkiego Wybuchu ) będzie dominować wszędzie lub przynajmniej w rozległym obszarze wszechświata. W tej cyklicznej kosmologii (istnieje wiele innych cyklicznych wersji) wszechświat zawsze się rozszerza i nie powraca do mniejszego domyślnego rozmiaru (niekonformalna, nie-Penrose'owska ekspansywna cykliczna kosmologia ).

Obserwacje wskazują, że ekspansja Wszechświata przyspiesza , przez co niektóre obiekty, z którymi możemy obecnie wymieniać sygnały, pewnego dnia przekroczą nasz limit Hubble'a. Jednak z naszej perspektywy nie mogliśmy zaobserwować takiego przekroczenia, a jedynie „zamrożenie”, ponieważ związane z nim przesunięcie ku czerwieni rosłoby asymptotycznie do nieskończoności w miarę zbliżania się do takiej granicy.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki