Расширение Вселенной с ускорением

[Gnomon]

Цитата:

Может быть, всё же лучше сравнивать длины равных угловых секторов разных окружностей, прикладывая их один к другому.

Тогда Вы остались в плоской геометрии, не имеющей возможностей описания геометрии расширяющейся вселенной. Мунин правильно показывает, что измерение расширения на самом деле содержит масштабный фактор. А именно заданную на некоторой длине константу расширения. Отсюда и берётся та лакмусовая полоска. Иначе, - относительно чего брать масштабный фактор?

[Maslov]

bayak в сообщении #501710 писал(а):

Уж не запутали ли Вас.

Да нет, не запутали :) Я вовсе не пытаюсь постичь устройство Вселенной, представляя себе надуваемый воздушный шарик :) Просто были конкретные сомнения во "внутренней стройности" данной конкретной аналогии; после приведенных выше объяснений эти сомнения рассосались.

Munin в сообщении #501728 писал(а):

Давайте представим четырёхмерную картину. Считайте шарик одномерным (окружностью), а по перпендикулярной оси отложите время. Тогда при раздувании шарика будет получаться что-то вроде конической поверхности (слегка выпуклой, например).
...
Как вам такое?

Да, спасибо, я понял. Не понял только, почему картина четырехмерная :) Одномерная сфера (2 измерения) + время (еще одно) -- итого 3.

[rudoms]

А зачем нужно, чтобы Вселенная была куда то вложена?
Вроде бы Вселенная вполне самодостаточна. Да и нет никаких фактов, говорящих о такой вложенности.

[Munin]

Maslov в сообщении #501854 писал(а):

Да, спасибо, я понял. Не понял только, почему картина четырехмерная :) Одномерная сфера (2 измерения) + время (еще одно) -- итого 3.

Одномерная сфера - абстракция от 3-мерного мира. Двумерное пространство-время - абстракция от 4-мерного пространства-времени. Собственно, можете взять пространственную координату по одномерной сфере в вашей картинке за $r,$ и добавить угловые координаты - получится сферическая система координат, применимая в нашем реальном 3-мерном мире (с учётом его кривизны). Это ведь легко, представить, что мы отвлеклись от угловых координат?

[Maslov]

Munin, все понял, спасибо.

[epros]

Maslov в сообщении #501705 писал(а):

вроде бы при надувании шарика все расстояния увеличиваются пропорционально, поэтому наблюдатель, находящийся на поверхности шарика раздувается вместе с ним и обнаружить это раздувание не может

Как уже говорил Someone, объекты (и наблюдатель в том числе) не приклеены и не нарисованы на поверхности "шарика", а свободно скользят по ней.

Munin в сообщении #501728 писал(а):

Да, именно такие проблемы возникают при провозглашении "расширяющегося пространства".

Никаких проблем не возникает, если не привлекать неизвестно откуда взявшийся постулат, что все предметы гвоздями прибиты к пространству.

[conus]

bayak в сообщении #501794 писал(а):

Насколько я понял, Ваша неудовлетворённость связана с тем, что Вы не можете представить расширяющееся бесконечное (некомпактное) пространство. Попробуйте начать с одномерия и представить его в виде винтовой линии бесконечного цилиндра, где эталон длины задаётся шагом. Тогда меняя шаг, мы получим расширение (сужение) всей бесконечной винтовой линии.

Почему именно цилиндр? С Вашей фантазией осмысления бесконечного тела можно начать, допустим, с бесконечного икосаэдра

epros в сообщении #501954 писал(а):

объекты (и наблюдатель в том числе) не приклеены и не нарисованы на поверхности "шарика", а свободно скользят по ней.

В ЧЕМ они скользят по оболочке? Коньки и полушубки не предлагать - в каком пространстве?

[rudoms]

Простите, а на основании чего взято будто Расширение Вселенной означает именно расширение пространства (т.е. по сути возникновение, рождение нового пространства)?

Насколько я понимаю, открытое в первой трети 20-го века расширение Вселенной воспринималось как процесс разбегания, взаимного удаления галактик (и их скоплений) друг от друга за счет имеющихся у них скоростей.

Откуда взялась эта интерпретация расширения Вселенной, как расширение-рождение пространства?
(я прекрасно понимаю при этом, что пространство согласно ТО динамично и эта динамика обусловлена движущейся материей, но это всего лишь "деформация" имеющегося пространства, а не его увеличение-расширение-появление...).

[Munin]

epros в сообщении #501954 писал(а):

Никаких проблем не возникает, если не привлекать неизвестно откуда взявшийся постулат, что все предметы гвоздями прибиты к пространству.

Вот объяснить, что такого постулата не сопутствует дурацкому выражению про "расширяющееся пространство", и составляет большую преподавательскую проблему. И ещё большую - в случае популяризации. Для вас это может быть очевидно, но речь не о вас.

Выражение "расширяющееся пространство" наталкивает на мысль про "прибитые гвоздями предметы" 99 % читателей. Потому что иначе непонятно, как "расширяющееся пространство" имплицирует "разбегающиеся галактики". И хотя это ещё можно объяснить, но 95 % с этого места уже не слушают, а остальные - слушают, но уже не могут отвязаться от первого ошибочного впечатления. И даже если вам попадётся внимательный слушатель, в конце концов он так и останется недоумевать: если связь разбегающихся галактик с космологическим решением такова, какова она есть, то зачем вообще было говорить про "расширяющееся пространство" - это ничем не помогло в дальнейшем понимании.

-- 10.11.2011 11:47:55 --

rudoms в сообщении #501983 писал(а):

Простите, а на основании чего взято будто Расширение Вселенной означает именно расширение пространства (т.е. по сути возникновение, рождение нового пространства)?

"По сути" неверно. Нет такого процесса, как "рождение пространства". Есть изменение гравитационного поля с течением времени, которое приводит к тому, что между некоторыми частицами сначала расстояние одно, а потом другое. Но разделить это явление на "движение частиц" и "рождение пространства" физически осмысленным образом нельзя. Можно провести такое разделение по своему произволу, и при другом произволе деление пройдёт иначе.

Вот ещё один человек, сбитый с толку фразой "расширяющееся пространство". Обращаю внимание, человек вполне готовый разобраться. Но эта фраза ему мешает представить себе правильно суть происходящего.

rudoms в сообщении #501983 писал(а):

Насколько я понимаю, открытое в первой трети 20-го века расширение Вселенной воспринималось как процесс разбегания, взаимного удаления галактик (и их скоплений) друг от друга за счет имеющихся у них скоростей.

Астрономы наблюдали непосредственно только разбегание галактик, но космология подразумевает при этом и изменение со временем объёма Вселенной. Такое разбегание не может быть себе представлено как простое движение в неизменном пространстве. Хотя до галактик, достаточно далёких, чтобы для них эти тонкости начали играть роль, астрономические наблюдения добрались только в последней трети 20-го века. (А соответствующие космологические математические решения ОТО известны с 20-х годов.)

rudoms в сообщении #501983 писал(а):

Откуда взялась эта интерпретация расширения Вселенной, как расширение-рождение пространства?(я прекрасно понимаю при этом, что пространство согласно ТО динамично и эта динамика обусловлена движущейся материей, но это всего лишь "деформация" имеющегося пространства, а не его увеличение-расширение-появление...).

А почему "увеличение" не может быть частным случаем "деформации"? Пространство - не резинка, если его где-то "растянули", то могут "растянуть" и ещё.

[epros]

conus в сообщении #501979 писал(а):

В ЧЕМ они скользят по оболочке? Коньки и полушубки не предлагать - в каком пространстве?

В пространстве поверхности шарика (в данном случае). Поверхность шарика, знаете ли, это тоже пространство.

rudoms в сообщении #501983 писал(а):

Откуда взялась эта интерпретация расширения Вселенной, как расширение-рождение пространства?

Из космологических решений, кои получены в рамках ОТО (иногда с привлечением других теорий). И я уже говорил об этом.

rudoms в сообщении #501983 писал(а):

(я прекрасно понимаю при этом, что пространство согласно ТО динамично и эта динамика обусловлена движущейся материей, но это всего лишь "деформация" имеющегося пространства, а не его увеличение-расширение-появление...).

Это прекрасно, что Вы "понимаете", только странно, что при этом не понимаете то, что "всего лишь деформация" в данном случае это и есть "увеличение-расширение" (в том числе, конкретно в объёме).

[rudoms]

Munin, спасибо.

Хотя не могу сказать, что мне всё ясно. Далеко не так.

Например, искривление пространства-времени - это далеко не "растягивание-расширение" пространства и, мне кажется, никак не может подтвердить этого самого "растягивания-расширения" (а по сути образования-рождения) пространства.
Точно также, как ОТОвское искривление никак не служило бы оправданием "сжатия" пространства, если бы средняя плотность Вселенной была бы для этого достаточной и Вселенная сжималась
Т.е. мне представляется, что искривление Вселенной и её расширение-разбегание в УЖЕ СУЩЕСТВУЮЩЕМ пространстве никак не связаны - "это животные разной породы"(с).

Разве гравитационно связанные объекты не могут разбегаться по инерции в уже существующем пространстве?
Говоря о "расширении" пространства не вводим ли мы излишние сущности, не требуемые для объяснения наблюдаемого?
И где происходит это "расширение пространства"? Повсюду? Т.е. в каждой единице произвольно взятого объёма?
Или выборочно (почему?), не затрагивая объёмы гравитационно связанных объектов - галактик и их скоплений, звёздных систем (и солнечной тоже), а также собственно объёмы этих объктов?
Или на границе Вселенной, которая вообще не существует?

-- 10.11.2011, 15:59 --

epros, я еще не видел Вашего поста, когда писал свой.
Поэтому вопрос.
Вы пишете (в конце поста), что "увеличение-расширение" Вселенной происходит "в том числе, конкретно в объеме".

Как это возможно в открытой, бесконечной Вселенной (что, вероятно, и соответствует действительности)?

[epros]

rudoms в сообщении #502020 писал(а):

Вы пишете (в конце поста), что "увеличение-расширение" Вселенной происходит "в том числе, конкретно в объеме".

Как это возможно в открытой, бесконечной Вселенной (что, вероятно, и соответствует действительности)?

Да примерно так же, как и в замкнутой. Правда наглядной аналогии типа шарика у меня для этого случая для Вас, увы, нет.

[rudoms]

Munin в сообщении #501986 писал(а):

rudoms в сообщении #501983 писал(а):

Простите, а на основании чего взято будто Расширение Вселенной означает именно расширение пространства (т.е. по сути возникновение, рождение нового пространства)?

"По сути" неверно. Нет такого процесса, как "рождение пространства". Есть изменение гравитационного поля с течением времени, которое приводит к тому, что между некоторыми частицами сначала расстояние одно, а потом другое. Но разделить это явление на "движение частиц" и "рождение пространства" физически осмысленным образом нельзя. Можно провести такое разделение по своему произволу, и при другом произволе деление пройдёт иначе.

rudoms в сообщении #501983 писал(а):

Откуда взялась эта интерпретация расширения Вселенной, как расширение-рождение пространства?(я прекрасно понимаю при этом, что пространство согласно ТО динамично и эта динамика обусловлена движущейся материей, но это всего лишь "деформация" имеющегося пространства, а не его увеличение-расширение-появление...).

А почему "увеличение" не может быть частным случаем "деформации"? Пространство - не резинка, если его где-то "растянули", то могут "растянуть" и ещё.

Итак, рождения пространства нет – уже легче))).

А растяжение-расширение пространства можно допустить, если договориться о такой интерпретации физических процессов.

Но имеет ли вообще смысл понятие «расширения пространства»?
Ведь пространство не промаркируешь, не пометишь реперными точками и даже не скажешь, что какие-то расстояния-длины чистого пространства изменились, например, увеличились-растянулись.

В этом смысле декларирование расширения-растяжения пространства, по-моему, по сути то же самое, что и появление-рождение нового пространства – эти процессы не различить между собою.

И всё тот же вопрос – где же оно расширяется в достаточно однородной и изотропной вселенной? Непрерывно повсюду? Вне гравитационно связанных объектов (почему???)?
На несуществующей границе или несуществующем центре Вселенной?

[conus]

epros в сообщении #502019 писал(а):

В пространстве поверхности шарика (в данном случае). Поверхность шарика, знаете ли, это тоже пространство.

Постом ранее "данным случаем" у Вас служило "по поверхности шарика", сейчас "данный случай" мутирует "в поверхности шарика". Более того, в крайнем варианте Вы умудряетесь заталкивать своего наблюдателя в поверхность шарика, по определению с нулевым объемом... - или Вы прекращаете свои метания разума или рисуете объем, в котором пребываете. Ваш один коллега уже рисовал свое пространство в двух вариантах - формулах и набором букв, однако пользует другое пространство, где ни первого ни второго не водится. Другой выбрал для жития бесконечный цилиндр...
Т.е, ни малейшего реального представления объема в котором живете, Вы не имеете - оттого и приходится извращаться вульгарной фразеологией типа "расширение пространства" в то время, когда пространство уже само по себе бесконечно. То сажаете на оболочку пространства наблюдателя, то прессуете его в оболочку - у Вас мозги, простите, явно заворачиваются от безысходности ситуации... - однако, признать ЭТО не могём и снова насилуем резиновый шарик. Замените его на презерватив, что ли - тогда Ваши потуги станут где-то оправданными.

rudoms в сообщении #502020 писал(а):

Как это возможно в открытой, бесконечной Вселенной (что, вероятно, и соответствует действительности)?

Возможно, возможно у них ВСЁ , бумаге что? - еще и не то терпела

epros в сообщении #502023 писал(а):

Да примерно так же, как и в замкнутой.

"Примерно" у Вас это, как примерно разница между бесконечностью и нулем. А если ТОЧНО - НОЛЬ образного представления о том, о чем пишите, привокзальная цыганка-гадалка гораздо живописнее и образнее описывает Мироздание.

[Munin]

rudoms в сообщении #502020 писал(а):

Например, искривление пространства-времени - это далеко не "растягивание-расширение" пространства и, мне кажется, никак не может подтвердить этого самого "растягивания-расширения" (а по сути образования-рождения) пространства.

Потому что нельзя строго дефинировать, что там подтверждать.

Представьте себе искривлённую поверхность (например, с буграми и кочками). Теперь представьте себе, что это - пространство-время. По этой поверхности идут какие-то мировые линии каких-то частиц. Вот им встретился бугор, они расходятся. Что они видят в своём пространстве? Что они начали удаляться одна от другой. Как они должны это интерпретировать? А тысячей разных способов.

rudoms в сообщении #502020 писал(а):

Т.е. мне представляется, что искривление Вселенной и её расширение-разбегание в УЖЕ СУЩЕСТВУЮЩЕМ пространстве никак не связаны - "это животные разной породы"(с).

Поэтому надо изучать космологию как она есть, без чудовищных коверканий языка ради якобы-популяризации. Рассмотрите, отвлекаясь от двух пространственных координат, метрику $ds^2=dt^2-a^2dx^2.$ Рассмотрите два случая: $a=a_0+v(t-t_0),$ $a=a_0+v_0(t-t_0)+w(t-t_0)^2$ в малой окрестности текущего момента времени $t_0.$ Разберитесь, почему первый случай можно представить себе как "разбегание в уже существующем пространстве" путём смены системы координат, а второй - нельзя.

rudoms в сообщении #502020 писал(а):

Разве гравитационно связанные объекты не могут разбегаться по инерции в уже существующем пространстве?

"Могут, но недолго". Поскольку они гравитационно связаны, они прекратят разбегаться, и начнут какое-то ограниченное движение, если подождать. Это определение гравитационной связанности.

Для понимания космологии надо осветить такой нюанс: мы можем говорить об "уже существующем пространстве" (фоновом пространстве-времени), только если массы и гравитационные взаимодействия этих объектов достаточно малы. Если они сравнимы со средней плотностью массы во Вселенной - уже не можем.

rudoms в сообщении #502020 писал(а):

Говоря о "расширении" пространства не вводим ли мы излишние сущности, не требуемые для объяснения наблюдаемого?

Нет, не вводим, но объяснять это намного сложнее, чем просто не говорить о "расширении пространства".

rudoms в сообщении #502020 писал(а):

И где происходит это "расширение пространства"? Повсюду? Т.е. в каждой единице произвольно взятого объёма?

На самом деле нет, но это объяснять ещё сложнее.

rudoms в сообщении #502191 писал(а):

Но имеет ли вообще смысл понятие «расширения пространства»?

epros считает, что имеет, я считаю, что это вредный на этапе изучения физики образ.

rudoms в сообщении #502191 писал(а):

В этом смысле декларирование расширения-растяжения пространства, по-моему, по сути то же самое, что и появление-рождение нового пространства – эти процессы не различить между собою.

Вот только его не "декларируют". Его описывают математическим аппаратом. А словеса громкие произносить - вообще вредно. Надо разбираться, как матаппарат работает, и что он нам говорит. На своём языке, а не в виде слов "пространство расширяется", "сепулька сепулирует", ...

rudoms в сообщении #502191 писал(а):

И всё тот же вопрос – где же оно расширяется в достаточно однородной и изотропной вселенной? Непрерывно повсюду? Вне гравитационно связанных объектов (почему???)?

Вам этот вопрос задавать просто рано. Сначала надо освоить (досконально):
- геометрию космологических моделей типа Фридмана-Леметра;
- смысл величин ОТО, описывающих пространство-время, для движения материи, и сопоставление с ньютоновской гравитацией;
- смысл величин ОТО как геометрических, описывающих риманову геометрию;
- как источники гравитационного поля порождают его, и в каком виде;
- как выглядит пространство-время при наличии и при движении множества источников (хотя бы качественно), и сопоставление с ньютоновской картиной.
Вот тогда можно будет приложить эти знания к картине Вселенной, которая на больших масштабах однородна, а при уменьшении масштаба эта однородность постепенно сменяется неоднородностью, и в конечном счёте распадается на точечные источники.

Я как-то попытался всё это кратко изложить... получилось настолько лаконично и непонятно, что попытку следует считать неудавшейся.