Расширение Вселенной с ускорением

[Munin]

F-man в сообщении #503083 писал(а):

Честно сказать, я не сильно плотно копался в этом вопросе, но из того, что я прочёл в разных источниках, сделал вывод, что Вселенная как раз таки неоднородна - кучу кластеров, стен, пустых областей трудно назвать однородной структурой. Я ошибаюсь?

Дело в том, что эта структура становится всё более однородной, чем более крупные масштабы вы рассматриваете. Поэтому на космологических масштабах Вселенная однородна.

EvilPhysicist в сообщении #503085 писал(а):

Мы приравниваем, согластно той же бритве Оккамы.

Там история богаче и интереснее, предлагались другие интерпретации, но они были все отброшены из-за противоречия наблюдениям. Так что доплеровская интерпретация выдержала немалую конкуренцию, и вышла победителем, а не просто на Оккама ссылается.

[F-man]

Munin в сообщении #503091 писал(а):

Дело в том, что эта структура становится всё более однородной, чем более крупные масштабы вы рассматриваете. Поэтому на космологических масштабах Вселенная однородна.

А, ну так-то да, это как переходить от молекул воды к луже.

[Munin]

F-man в сообщении #503100 писал(а):

А, ну так-то да, это как переходить от молекул воды к луже.

Не совсем. Но для простейших рассуждений и такой аналогии хватает.

П.А. Тараканов. Крупномасштабная структура распределения вещества во Вселенной.
http://www.astronet.ru/db/msg/1202478

Д.И. Макаров. Распределение галактик в местной Вселенной.
http://www.astronet.ru/db/msg/1169719
например, если захотите подробнее.

[A-u-uuu]

В величину красного смещения вносит вклад как величина, имеющая смысл 3-расстояния, которое свет пролетел в "расширяющемся пространстве", так и момент собственного времени в который произошло излучение. Чем меньше собственный возраст галактики в момент излучения принятого нами света, тем больше красное смещение. Чем больше было 3-расстояние между нашими галактиками в момент излучения этого света, тем больше красное смещение.
Почему вклад расстояния считается определяющим параметром, от которого вычисляется время, а не наоборот ?

Расстояние до далеких галактик, определенное по светимости сверхновых, по закону Хаббла дает большую величину красного смещения, чем наблюдаемая. Это интерпретируется, как ускорение расширения. Если бы ускорение замедлялось, величина наблюдаемого красного смещения оказалась бы больше чем по закону Хаббла, потому что мы бы приближались к горизонту частиц.
Получается, что с одной стороны из-за того, что горизонт растет быстрее скорости света, мы со временем должны видеть все больше галактик, с другой стороны, из-за того, что мы от горизонта удаляемся, мы должны видеть все меньше галактик.
Почему в данном случае опять считается, что отклонения величины красного смещения в меньшую сторону от закона Хаббла, приписывается в большей степени характеристике пространства в прошедшее за движение света время, а не рассинхронизации времени в прошлом ?

[vshibaev]

цитата '' ... Х.Арпу принадлежит заслуга в открытии двойных галактик , связанных друг с другом туманными струями.При этом красное смещение у двух взаимосвязанных объектов оказалось совершенно различным , что ,естественно,не вписывается ни в гипотезу ''Большого взрыва'',ни даже в истолкование факта красного смещения. ... '' На что указывает красное смещение в этом случае ?

[rudoms]

A-u-uuu в сообщении #503174 писал(а):

Расстояние до далеких галактик, определенное по светимости сверхновых, по закону Хаббла дает большую величину красного смещения, чем наблюдаемая. Это интерпретируется, как ускорение расширения.

Закон Хаббла на больших расстояниях применять нельзя, и об этом несколько раз уже говорилось на последних страницах. Линейной зависимости уже нет.
Кроме того, для определения расстояния для удаленных объектов по красному смещению необходимо принять определенную модель Вселенной (разные модели при одинаковом красном смещении дают разные расстояния).

Вот, например, результататы расчета зависимости расстояния до объекта от наблюдаемого красного смещения (для вероятной модели),

красное смещение z 0,1 0,2 0,5 1 2 3 4 5 6

расстояние R, Мпс 413 809 1 882 3 317 5 245 6 461 7 305 7 933 8 422

Как видим, примерно с z 0,5 линейности уже нет.

[Munin]

A-u-uuu в сообщении #503174 писал(а):

В величину красного смещения вносит вклад как величина, имеющая смысл 3-расстояния, которое свет пролетел в "расширяющемся пространстве", так и момент собственного времени в который произошло излучение. Чем меньше собственный возраст галактики в момент излучения принятого нами света, тем больше красное смещение. Чем больше было 3-расстояние между нашими галактиками в момент излучения этого света, тем больше красное смещение.

Всё красное смещение можно рассчитать либо через первую величину, либо через вторую. Это не называется "вносит вклад".

A-u-uuu в сообщении #503174 писал(а):

Почему вклад расстояния считается определяющим параметром, от которого вычисляется время, а не наоборот ?

Потому что не считается. Это только в популярщине принято принято поражать читателей цифрами типа "мульярды световых лет". В науке не принято. В науке все три величины (красное смещение, сопутствующее расстояние, собственное время) пересчитываются друг в друга по сложным формулам космологических моделей, причём первичным считается красное смещение, так как оно - непосредственно измеряемая величина.

Ещё, в астрономии некосмологических масштабов, в области малых $z$ ($z\lesssim 0{,}1$), принято иногда (!) пересчитывать всё в расстояния чисто по историческим причинам: в этой области ни космологических эффектов, ни эффектов эволюции не чувствуется, а представить себе всё как пространственную карту удобно.

A-u-uuu в сообщении #503174 писал(а):

Расстояние до далеких галактик, определенное по светимости сверхновых, по закону Хаббла дает большую величину красного смещения, чем наблюдаемая. Это интерпретируется, как ускорение расширения.

Закон Хаббла тут ни при чём. На таких расстояниях закон Хаббла не действует, а приходится использовать космологические модели.

A-u-uuu в сообщении #503174 писал(а):

Если бы ускорение замедлялось, величина наблюдаемого красного смещения оказалась бы больше чем по закону Хаббла, потому что мы бы приближались к горизонту частиц.

Горизонт частиц тут тем более ни при чём (причём он давно пройден).

A-u-uuu в сообщении #503174 писал(а):

Получается, что с одной стороны из-за того, что горизонт растет быстрее скорости света, мы со временем должны видеть все больше галактик, с другой стороны, из-за того, что мы от горизонта удаляемся, мы должны видеть все меньше галактик.

Мешанина слов, которой я не могу присвоить никакого связного смысла. Видимо, вы не понимаете, что такое "горизонт", раз обращаетесь с этим словом таким образом. (Не говоря уже о том, что горизонты бывают разные).

A-u-uuu в сообщении #503174 писал(а):

Почему в данном случае опять считается, что отклонения величины красного смещения в меньшую сторону от закона Хаббла, приписывается в большей степени характеристике пространства в прошедшее за движение света время, а не рассинхронизации времени в прошлом ?

Потому что приписывать что-то "рассинхронизации времени" вообще бессмысленно: сменой системы координат такую рассинхронизацию всегда можно устранить.

vshibaev в сообщении #503211 писал(а):

цитата '' ... Х.Арпу принадлежит заслуга в открытии двойных галактик , связанных друг с другом туманными струями.При этом красное смещение у двух взаимосвязанных объектов оказалось совершенно различным , что ,естественно,не вписывается ни в гипотезу ''Большого взрыва'',ни даже в истолкование факта красного смещения. ... '' На что указывает красное смещение в этом случае ?

На пекулярную скорость (галактика движется с большой скоростью относительно того места, где она находится). Цитата лженаучная: про Арпа и про красные смещения связанных галактик ещё правильно, а про "не вписывается" - враньё.

[A-u-uuu]

Munin в сообщении #503439 писал(а):

Потому что приписывать что-то "рассинхронизации времени" вообще бессмысленно: сменой системы координат такую рассинхронизацию всегда можно устранить.

В неинерциальных СО ничего вы не устраните, разве что единое во всей Вселенной время введете, привязанное к собственному времени каждой галактики, с нулем в сингулярности.

Munin в сообщении #503439 писал(а):

Всё красное смещение можно рассчитать либо через первую величину, либо через вторую. Это не называется "вносит вклад".

Разумеется, в рамках модели с сингулярностью и "единым временем" они вносят пропорциональный вклад.

Munin в сообщении #503439 писал(а):

В науке все три величины (красное смещение, сопутствующее расстояние, собственное время) пересчитываются друг в друга по сложным формулам космологических моделей, причём первичным считается красное смещение, так как оно - непосредственно измеряемая величина.

То, что красное смещение (наблюдение) первично, понятно без ваших разъяснений, как и то, что собственное время и сопутствующее расстояние как-то с ним связаны, "вносят вклад" в красное смещение.
Похоже, вопрос не поняли.
Я спрашивал, почему вопрос рассинхронизации вообще не рассматривается ?
Практически все модели исходят из какого-то "единого" времени и привязывают его к сингулярности. Я понимаю, это простейшее, что приходит на ум, когда речь идет о расширении пространства (вроде значит когда-то, давным-давно, все было в точке). Это единственный аргумент не рассматривать вопросы рассинхронизации ?

-- 14.11.2011, 14:03 --

rudoms в сообщении #503430 писал(а):

A-u-uuu в сообщении #503174 писал(а):

Расстояние до далеких галактик, определенное по светимости сверхновых, по закону Хаббла дает большую величину красного смещения, чем наблюдаемая. Это интерпретируется, как ускорение расширения.

Закон Хаббла на больших расстояниях применять нельзя, и об этом несколько раз уже говорилось на последних страницах. Линейной зависимости уже нет.

Я же ясно сказал: закон Хаббла не соответсвует расстоянию, определенному по светимости сверхновых, т.е. не соответсвует наблюдениям. Я где-то сказал, что его можно применять, несмотря на то, что наблюдения дают иное ? Читайте внимательней.

[Gravist]

Munin в сообщении #503439 писал(а):

vshibaev в сообщении #503211 писал(а):

...двойных галактик , связанных друг с другом туманными струями. При этом красное смещение у двух взаимосвязанных объектов оказалось совершенно различным , ... На что указывает красное смещение в этом случае ?

На пекулярную скорость (галактика движется с большой скоростью относительно того места, где она находится)...

Возможно, еще на изменение траекторий (только-ли гравитационное?) пары взаимодействующих галактик относительно общего центра.

[A-u-uuu]

Галилеево и Лоренцево преобразования, при переносе начала координат оставляет Вселенную однородной и изотропной, а пространство плоским.
Почему же считается, что одинаковый вид закона Хаббла, при переносе начала отсчета, обеспечивается именно Галилеевым преобразованием, а не каким-либо другим ?

Закон Хаббла исторически получился линейным, но нам известно, что в настоящее время результаты наблюдений указывают на нелинейную зависимость расстояния от красного смещения. В правильной форме, расстояние - нелинейно растущая функция от красного смещения. Стало быть, чтобы "правильный закон Хаббла" при переносе начала отсчета оставался неизменным, необходимо нелинейное преобразование координат, которому Галилеево преобразование не отвечает.
Т.к. мы имеем дело не просто с пространством, а с пространством-временем, то это преобразование должно затрагивать не только пространственную, но и временную координату.
Из этих простых соображений, видно, что никакой абсолютной одновременности во Вселенском масштабе нет. То, что мы видим прошлое далеких галактик из-за конечности скорости света и разбегания галактик, это тривиально. Важно то, что собственное время галактики, когда этот свет был испущен, соответствует совершенно не тому собственному времени нашей галактики, которое следует из тривиального Галилеева преобразования с единым Вселенским временем (=собственное время каждой галактики).

Относительные скорости галактик малы только по сравнению со скоростями разбегания, поэтому ими пренебрегают. Более того, именно из-за высоких скоростей разбегания трудно вычислить вклад относительных скоростей.
Но если вычесть скорость разбегания, они могут быть отнюдь не малы. Галактики, как минимум, не находятся в одной ИСО, а следовательно испытывали в прошлом ускорение или даже сейчас могут испытывать, что неизбежно ведет к рассинхронизации часов.
О каком Галилеевом преобразовании времени может идти речь ?

[Someone]

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

Галилеево и Лоренцево преобразования, при переносе начала координат оставляет Вселенную однородной и изотропной, а пространство плоским.

Откуда Вы это узнали? Вы знаете метрику того космологического решения, в котором сечения $t=\mathrm{Const}$ является плоскими? Является ли космологическая система отсчёта инерциальной? Вы применили к этому решению преобразования Галилея и Лоренца? Что получилось? Напишите, пожалуйста. Тогда либо появится предмет обсуждения, либо вопрос отпадёт сам собой.

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

Закон Хаббла исторически получился линейным, но нам известно, что в настоящее время результаты наблюдений указывают на нелинейную зависимость расстояния от красного смещения.

Закон Хаббла был установлен на основании наблюдений сравнительно близких галактик. Какова бы ни была "настоящая" зависимость скорости разбегания галактик от расстояния, для близких галактик она будет мало отличаться от линейной. Фактически эта зависимость нелинейная и зависит от истории расширения. Это специалистам хорошо известно, и я не понимаю, с чего Вы ломитесь в открытую дверь.

[Munin]

A-u-uuu в сообщении #503577 писал(а):

В неинерциальных СО ничего вы не устраните, разве что единое во всей Вселенной время введете, привязанное к собственному времени каждой галактики, с нулем в сингулярности.

Не бывает такой вещи, как "неинерциальная СО". Бывает такая вещь, как глобальная система координат. (Если не лезть в сферы более сложные, чем Ландафшиц.)

A-u-uuu в сообщении #503577 писал(а):

Разумеется, в рамках модели с сингулярностью и "единым временем" они вносят пропорциональный вклад.

Нет, дело в том, что они вносят один и тот же вклад, его нельзя учитывать два раза раздельно.

A-u-uuu в сообщении #503577 писал(а):

Я спрашивал, почему вопрос рассинхронизации вообще не рассматривается ?

На это я ответил: потому что он банален.

A-u-uuu в сообщении #503577 писал(а):

Практически все модели исходят из какого-то "единого" времени и привязывают его к сингулярности.

Это значит, что вы просто мало моделей видели... и ещё меньше поняли.

Gravist в сообщении #503609 писал(а):

Возможно, еще на изменение траекторий (только-ли гравитационное?) пары взаимодействующих галактик относительно общего центра.

К сожалению, о траекториях мы судить практически не можем. Может быть, кто-то и берётся, привлекая формы шлейфов и перемычек как дополнительную информацию... интересно было бы... Корень нашего незнания очень простой: мы легко можем измерить скорость объекта лучевую, то есть к нам или от нас, и совсем никак не можем измерить поперечную (заметить таковую по изменению положения на небе возможно только для тел Солнечной системы и самых ближайших звёзд). Поэтому оценки поперечной скорости бывают только статистические, в предположении, что в среднем скорости направлены в случайные стороны. Но для конкретных объектов это ничего не даёт.

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

Галилеево и Лоренцево преобразования, при переносе начала координат оставляет Вселенную однородной и изотропной, а пространство плоским.Почему же считается, что одинаковый вид закона Хаббла, при переносе начала отсчета, обеспечивается именно Галилеевым преобразованием, а не каким-либо другим ?

Потому что не считается. Почитали бы что-нибудь по космологии, ну хотя бы самое вводное, уровня 14 главы Вайнберга "Гравитация и космология".

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

Стало быть, чтобы "правильный закон Хаббла" при переносе начала отсчета оставался неизменным, необходимо нелинейное преобразование координат, которому Галилеево преобразование не отвечает.

Удивительно, сколько энтузиазма можно вложить в то, чтобы ломиться в открытую дверь.

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

Важно то, что собственное время галактики, когда этот свет был испущен, соответствует совершенно не тому собственному времени нашей галактики, которое следует из тривиального Галилеева преобразования с единым Вселенским временем (=собственное время каждой галактики).

С учётом того, что "тривиальное Галилеево преобразование с единым Вселенским временем" - ваш больной вымысел, с выдвинутым тезисом нельзя не согласиться.

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

Относительные скорости галактик малы только по сравнению со скоростями разбегания, поэтому ими пренебрегают. Более того, именно из-за высоких скоростей разбегания трудно вычислить вклад относительных скоростей.

Не трудно. Разброс скоростей галактик в скоплении наглядно виден.

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

Галактики, как минимум, не находятся в одной ИСО

Глубокое непонимание сущности понятия системы отсчёта, типичное для неуспевающих школьников. ИСО - не место, в ней нельзя не находиться.

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

а следовательно испытывали в прошлом ускорение или даже сейчас могут испытывать

Испытывали и могут испытывать.

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

что неизбежно ведет к рассинхронизации часов.

Никакого отношения к синхронизации часов всё это не имеет.

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

О каком Галилеевом преобразовании времени может идти речь ?

Ни о каком. Проснитесь от своего бреда, и забудьте его.

[A-u-uuu]

Someone в сообщении #503726 писал(а):

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

Галилеево и Лоренцево преобразования, при переносе начала координат оставляет Вселенную однородной и изотропной, а пространство плоским.

Откуда Вы это узнали? Вы знаете метрику того космологического решения, в котором сечения $t=\mathrm{Const}$ является плоскими? Является ли космологическая система отсчёта инерциальной? Вы применили к этому решению преобразования Галилея и Лоренца? Что получилось? Напишите, пожалуйста. Тогда либо появится предмет обсуждения, либо вопрос отпадёт сам собой.

С "плоскостью" я погорячился, извините.
А вот про то, что Галилеевы преобразования оставляют закон Хаббла неизменным, что соответствует однородной, изотропной Вселенной точно помню. Если найду, где читал, приведу ссылку. Я это запомнил, потому что мне это не понравилось.

Someone в сообщении #503726 писал(а):

A-u-uuu в сообщении #503661 писал(а):

Закон Хаббла исторически получился линейным, но нам известно, что в настоящее время результаты наблюдений указывают на нелинейную зависимость расстояния от красного смещения.

Закон Хаббла был установлен на основании наблюдений сравнительно близких галактик. Какова бы ни была "настоящая" зависимость скорости разбегания галактик от расстояния, для близких галактик она будет мало отличаться от линейной. Фактически эта зависимость нелинейная и зависит от истории расширения. Это специалистам хорошо известно, и я не понимаю, с чего Вы ломитесь в открытую дверь.

Согласен со всем, но не понимаю, почему нелинейность привязывают к "истории расширения", т.е. ко времени глобальной СК (спасибо Munin за подходящий термин). Во времени, в лучшем случае, можно выбрать более менее удобную точку начала отсчета и все. Нелинейность просто означает необходимость глобального параметра (константы, вроде $c$), обеспечивающего согласованность переходов между СО, чтобы "правильный закон Хаббла" оставался неизменным. Временная координата не может быть этой константой (или переменной), т.к. она сама преобразуется при переходе.
Видимо, Munin этот момент назвал банальным.

[Munin]

A-u-uuu в сообщении #503804 писал(а):

А вот про то, что Галилеевы преобразования оставляют закон Хаббла неизменным, что соответствует однородной, изотропной Вселенной точно помню. Если найду, где читал, приведу ссылку. Я это запомнил, потому что мне это не понравилось.

Приведите, приведите. У каждого бреда стоит искать источник, если убедить вас отказаться от него не получается.

A-u-uuu в сообщении #503804 писал(а):

Согласен со всем, но не понимаю, почему нелинейность привязывают к "истории расширения"

А на элементарную математику вас сподвигнуть получится? Рассмотрите нерелятивистское абсолютное плоское пространство-время, и движение в нём некоторых частиц по закону $\mathbf{x}(t)=a(t)\mathbf{x}_0.$ И найдите формулы, связывающие параметр Хаббла, расстояние и красное смещение. Для начала можно на примерах простых законов $a(t)\colon$ линейного, квадратичного, экспоненциального - чтобы интегралы не выписывать.

[Someone]

A-u-uuu в сообщении #503804 писал(а):

С "плоскостью" я погорячился, извините.

Ну, соответствующая метрика имеет вид

$$ds^2=c^2dt^2-b^2(t)(dx^2+dy^2+dz^2),$$

где конкретный вид функции $b(t)$ зависит от свойств материи, заполняющей Вселенную.

A-u-uuu в сообщении #503804 писал(а):

А вот про то, что Галилеевы преобразования оставляют закон Хаббла неизменным, что соответствует однородной, изотропной Вселенной точно помню. Если найду, где читал, приведу ссылку. Я это запомнил, потому что мне это не понравилось.

Мне тоже не нравится, потому что это чушь. И преобразования Галилея, и преобразования Лоренца определяются для инерциальных систем отсчёта. В расширяющейся Вселенной не существует глобальных ИСО, используемая в космологии система координат не является инерциальной, поэтому говорить о преобразованиях Галилея или Лоренца в применении к ней бессмысленно. То, о чём обычно идёт речь, есть всего лишь сдвиг начала пространственной системы координат. Инвариантность метрики относительно таких преобразований - это и есть условие однородности Вселенной. При этом "сдвинутая" система координат неподвижна относительно первоначальной.

A-u-uuu в сообщении #503804 писал(а):

Согласен со всем, но не понимаю, почему нелинейность привязывают к "истории расширения", т.е. ко времени глобальной СК

Потому что вычисления дают именно такую зависимость.

А собственное время конкретной галактики (не совсем корректное понятие, по-моему, поскольку уже у каждой частицы своё "персональное" собственное время) к делу отношения не имеет. Пекулярные скорости галактик, конечно, дают вклад в наблюдаемое красное смещение, но он при больших красных смещениях невелик.

A-u-uuu в сообщении #503804 писал(а):

обеспечивающего согласованность переходов между СО

Каких "переходов между СО"? Задача решается в одной системе координат, никаких "переходов" не требуется.