И если да, то как с этим справляются теории относительности Эйнштейна, специальная и общая? 
Если вы думаете, что все под контролем, значит, вы едете слишком медленно.Конец недели означает, что я снова выбираю вопрос из тех, которые вы прислали, и на этой неделе нам посчастливилось получить вопрос, который напрягает ум и искажает пространство и время.
Читатель хочет узнать больше о величайшей тайне расширяющейся Вселенной, теории относительности и темной энергии:
Хорошо известно, что Вселенная расширяется с ускоряющейся скоростью.Начнем с того, что такое скорость света.Может ли скорость расширения превысить скорость света? И если да, то не противоречит ли это теориям Эйнштейна?
Независимо от того, где вы находитесь и кто вы, существует строгое ограничение на ваше передвижение в пространстве.
Кто-то может решить, что чем больше энергии вы затрачиваете, тем быстрее вы сможете двигаться.
И хотя это правда, продолжаться так может только до определенного предела.
Если вы двигаетесь со скоростью несколько метров в секунду, или несколько километров в час, или даже несколько километров в секунду, как Земля движется по орбите Солнца, вы даже не заметите ограничений движения с бесконечной скоростью.
Но они все еще существуют. Чем быстрее вы двигаетесь – чем быстрее вы двигаетесь в пространстве – тем медленнее вы двигаетесь во времени.
Представьте, что вы покоитесь на поверхности Земли, а ваш друг взлетает с вашего места и летает вокруг света на реактивном самолете.
Прежде чем расстаться, вы сверили свои часы до микросекунд. 
Если ваши часы достаточно чувствительны, то, когда ваш друг вернется к вам, вы обнаружите, что часы слегка рассинхронизированы.
Ваши часы покажут время чуть позже, чем часы вашего друга — разница будет около десятых долей микросекунды, но она все равно будет. И чем быстрее вы будете двигаться, тем больше будет разница во времени.
Часы астронавтов на МКС, облетевшей вокруг Земли за 90 минут, после возвращения отстают на несколько секунд. Эта разница становится заметна даже при использовании обычных часов.
Странно то, что не только часы движутся по-разному с разной скоростью, но и время движется с разной скоростью.
Тот факт, что часы замедляются на высоких скоростях, является следствием того факта, что время и пространство связаны, и что быстрое движение в пространстве означает, что время замедляется.
Связь между пространством и временем определяется скоростью света.
Чем ближе вы приближаетесь к скорости света, тем больше время асимптотически приближается к нулю.
Поэтому мюон — нестабильная частица со средним временем жизни пару микросекунд — может создаться в верхних слоях атмосферы со скоростью, близкой к скорости света, и достичь поверхности Земли.
Это путь длиной 100 км, и если бы он проехал по нему со скоростью 300 000 км/с за 2,2 микросекунды, то распался бы, пройдя всего 0,6% всего пути.
Тот факт, что мюону удается достичь поверхности — а если протянуть руку, через нее каждую секунду будет пролетать примерно один мюон, — обусловлен именно этим эффектом относительности.
А как насчет расширения Вселенной? Вы знаете, что если вы выберете галактику, то в среднем, чем дальше она от вас, тем быстрее она будет удаляться.
Галактики в скоплении Девы, расположенном на расстоянии 50-60 миллионов световых лет, удаляются от нас со скоростью 1200 км/с.
Галактики в скоплении Кома, расположенном на расстоянии 330 миллионов световых лет от нас, удаляются от нас со скоростью 7000 км/с.
Чем дальше мы смотрим, тем быстрее удаляются эти галактики и скопления.
Конечно, существуют отклонения в несколько сотен или тысяч км/с из-за локальных движений и эффектов гравитационного притяжения, но в больших масштабах – и на больших расстояниях – вы можете видеть, что чем дальше они от вас, тем быстрее они уйдут. Это наблюдение было впервые сделано Хабблом в 1920-х годах и привело к открытию закона Хаббла, или закона, управляющего расширением Вселенной.
С помощью лучших современных средств наблюдения мы можем подтвердить справедливость этого закона на расстоянии миллиардов световых лет во всех направлениях.
«Секундочку», — я практически слышу ваши возражения.
«А как насчет скорости светаЭ» Действительно, а как насчет скорости света? Наверняка этот невидимый барьер, не позволяющий всем типам материи двигаться быстрее определенного предела, в какой-то момент вступит в игру и помешает галактикам, не так ли? Время асимптотически стремится к нулю и перестанет двигаться, если двигаться с такой скоростью, но оно не может двигаться назад, потому что тогда галактики двинулись бы назад во времени, верно? Но мы скрыли одну часть головоломки.
Скорость света как ограничение применима только к объектам, движущимся относительно друг друга в одном и том же месте в пространстве.
Когда ваш друг улетел на самолете и вернулся с часами позади ваших, это произошло потому, что вы встретились в одном и том же месте.
Когда астронавты возвращаются на Землю, и их путешествие длилось меньше вашего на несколько секунд, это потому, что вы оказались в том же месте.
Даже мюон, двигавшийся со скоростью, близкой к скорости света, двигался относительно вашей системы отсчета на Земле, и поэтому вы наблюдали эти эффекты.
А вот в отдаленных частях Вселенной эти галактики вообще не движутся.
Это пространство между ними расширяется, а отдельные галактики покоятся относительно пространства.
Вы можете возразить: «Откуда вы это знаетеЭ» Можно провести тест: посмотреть на далекие галактики, измерить их красное смещение и расстояние до них.
Таким образом можно убедиться, что они движутся с невероятными скоростями, вопреки всем предсказаниям теории относительности.
Существует два типа ТО: специальный ТО, который работает в плоском статическом пространстве, где значение имеют только перемещения объектов в пространстве и времени.
И общая СТО, где само пространство изменяется и/или сжимается, и где материя и энергия определяют кривизну пространства-времени, и СТО существует поверх этой системы.
И вот чем отличаются эти два прогноза: 
Сильно, не так ли? Получается, что наши наблюдения говорят в пользу общей теории относительности и исключают вариант статического пространства.
И что это значит в конечном итоге? Что это значит для нашей расширяющейся Вселенной, даже если мы добавим темную энергию? 
Это означает, что со временем свет, излучаемый далекими галактиками, очень сильно сместился в красный спектр, что привело к появлению космологического красного смещения.
Это означает, что существуют части Вселенной настолько далекие, что излучаемый оттуда свет никогда не достигнет нас.
На данный момент это все части, находящиеся на расстоянии 46,1 миллиарда световых лет от нас.
А это значит, что любой объект на расстоянии более 4,5 гигапарсеков (14-15 миллиардов световых лет) останется вне досягаемости для нас и всего, что мы делаем, сейчас и навсегда.
Все эти объекты, составляющие 97% объема наблюдаемой Вселенной, находятся вне нашей досягаемости.
Даже фотон, испускаемый прямо сейчас, никогда не достигнет их.
Так что да, все объекты, вовлеченные в расширение Вселенной, удаляются от нас все быстрее и быстрее.
Пройдет достаточно времени, и все они удалятся от нас быстрее скорости света и станут для нас в принципе недостижимыми, какую бы быструю ракету мы ни строили или сколько сигналов мы ни посылали со скоростью света.
И что мы можем с этим поделать? 
Возьмите себя в руки и начните межгалактическое путешествие как можно быстрее, пока не стало слишком поздно.
Сегодняшняя Вселенная исчезает из-за расширения космоса.
И хотя ни один объект не движется в ткани пространства-времени быстрее скорости света, ограничений на расширение ткани пространства нет. Космос делает то, что хочет. Итак, спасибо за замечательный вопрос, и если ответ кажется вам озадачивающим, черпайте вдохновение из следующего: Вселенная исчезнет из поля зрения человечества, если мы не сможем что-то с этим сделать, включая полеты в далекие галактики, или - если есть способ можно найти - приблизив далекие к нам галактики.
Отправьте меня Ваши вопросы и предложения для будущих статей.
Теги: #астрономия #Популярная наука #физика #расширение Вселенной #вселенная #скорость света #спроси Итана
-
Основная Информация О Веб-Хостинге
19 Oct, 24 -
История Языка Си
19 Oct, 24 -
Городские Стены. Может Флешмоб?
19 Oct, 24
