관측 가능한 우주가 나이보다 더 큰 이유는 무엇입니까?

우주의 나이는 138 억 년으로 추정되며, 현재의 이론에 따르면 빛의 속도를 초과 할 수있는 것은 없으며, 우주의 반지름이 138 억 광년을 초과 할 수 없다는 잘못된 결론으로 ​​이어질 수 있습니다.

Wikipedia 는 이러한 오해를 다음과 같이 처리합니다.

이 추론은 특별한 상대성에 따른 평평한 정적 Minkowski 시공간 개념이 올바른 경우에만 의미 가 있습니다. 실제 우주에서 시공간 은 허블의 법칙에 의해 입증 된 바와 같이 공간 의 확장에 해당하는 방식으로 구부러진 다 . 빛의 속도에 우주 시간 간격을 곱한 거리는 직접적인 물리적 의미가 없습니다. → Ned Wright, "보도 자료에서 빛의 이동 시간 거리를 사용하지 않아야하는 이유"

그것은 저에게 문제를 해결하지 못하며, 고등학교를 넘어 과학이나 수학 배경이 없어서 허블의 법칙을 자세히 읽는 것도 도움이되지 않습니다.

우주 자체가 사물과 같은 법률에 의해 구속되지 않도록 한 평신도의 설명 내가 본 이벤트의 설명 에서 그. 이러한 것들이 가능한 한 그것은 의미가있을 것이다. 그러나 위의 인용 ( "우주의 시간 간격으로 곱한 빛의 속도가 직접적인 물리적 의미를 갖지 않기 때문에 얻어진 거리" )은 그보다 더 일반적인 것으로 보인다.

누구든지 좋은 평신도의 설명을 제시 할 수 있습니까?

왜 최대 거리가 보이는지에 대한 가장 쉬운 설명은 우주의 나이와 함께 빛의 속도의 곱이 아니라 우주가 정적이 아니기 때문입니다.

물질 (암 물질 대 암 에너지)은 우주의 좌표에 다른 영향을 미치며, 그 영향은 시간에 따라 변할 수 있습니다.

이 모든 것의 좋은 출발점은 Hubble 매개 변수를 분석하는 것입니다. Hubble 매개 변수를 사용하면 과거 또는 미래의 어느 시점에서든 현재 유니버스의 구성 요소를 측정 할 수있는 Hubble 상수를 얻을 수 있습니다 .

아래 첨자m,γ,k및ΛonΩ은 물질의 밀도 매개 변수 (어둡고 중음 향), 방사선 (광자 및 기타 상대 론적 입자), 곡률 (이것은 단지 작용합니다) 만약 우주가 세계적으로 공간적으로 편평하지 않다면, 증거는 그것이 평평한 것과 일치한다는 증거와 마지막으로 암흑 에너지 (우주의 역학이 어떻게 진행되는지에 관계없이일정하게남아 있음)를 알 수 있습니다. 나는 또한 그 점을 지적한다0측정 등의 첨자 표기 수단오늘.

$$H(a) = H_{0} \sqrt{\frac{\Omega_{m,0}}{a^{3}} + \frac{\Omega_{\gamma,0}}{a^{4}} + \frac{\Omega_{k,0}}{a^{2}} + \Omega_{\Lambda,0}}$$ $m$$\gamma$$k$$\Lambda$$\Omega$$0$

허블 상기 파라미터는 우주의 시작과 현재 1 0 인 스케일 팩터를 불린다. 이유는 다양한 구성 요소가 다르게 확장 할 ? 글쎄, 그것은 모두 안에 물건이 들어있는 상자의 크기를 늘릴 때 일어나는 일에 달려 있습니다. 큐브 내부에 1 미터의 물질이 1 미터이고 양쪽을 2 미터로 늘리면이 새 큐브 내부의 물질 밀도는 어떻게됩니까? 8 (또는 2 3 ) 만큼 감소합니다 . 방사선의 경우, 유사한 감소 얻을 3 도의 추가 요소 그 안에 입자의 개수 밀도, 그리고 을$a$$a$$2^{3}$$a^{3}$$a$상자의 크기에 따라 파장이 늘어나 기 때문에 우리 합니다. 이 같은 유형의 사고 실험에서 암흑 에너지의 밀도는 일정하게 유지됩니다.$a^{4}$

서로 다른 구성 요소가 유니버스의 좌표가 변경 될 때 다르게 작동하기 때문에 유니버스 기록에는 각 구성 요소가 전체 역학을 지배하는 해당 시대가 있습니다. 알아내는 것도 매우 간단합니다. 소규모 요인 (초기)에서 가장 중요한 요소는 방사선이었습니다. 초기에 허블 매개 변수는 다음 식으로 매우 가깝습니다.

$$H(a) = H_{0} \frac{\sqrt{\Omega_{\gamma,0}}}{a^{2}}$$

쯤:

a=Ωγ,

$$\frac{\Omega_{m,0}}{a^{3}} = \frac{\Omega_{\gamma,0}}{a^{4}}$$ 우리는 물질-방사선 평등을 가지고 있으며,이 시점부터 우주의 역학을 지배하는 문제가 생겼습니다. 이것은 물질-암흑 에너지에 대해 한 번 더 수행 될 수 있으며, 여기서 우리는 이제 우주의 암흑 에너지 지배 단계에 살고 있음을 알게 될 것입니다. 이와 같은 단계에서의 생활에 대한 한 가지 예측은우주 좌표의가속이다-확인 된 것 (2011 노벨 물리학상참조). $$a = \frac{\Omega_{\gamma,0}}{\Omega_{m,0}}$$

보시다시피, 빛의 속도에 우주의 나이를 곱하는 것보다 우주의 수평선까지의 거리를 찾는 것이 조금 더 복잡합니다. 사실,이 거리 (공식적으로 우주 수평선까지의 공수 거리)를 찾으려면 다음과 같은 적분을 수행해야합니다.

$$D_{h} = \frac{c}{H_{0}} \int_{0}^{z_{e}} \frac{\mathrm{d}z}{\sqrt{\Omega_{m,0}(1+z)^{3} + \Omega_{\Lambda}}}$$

$z_{e}$$\sim 1100$

요컨대, 물건은 스스로 빛보다 빠르게 움직일 수 없지만 보편적 인 확장으로 인해 빛보다 빠르게 움직일 수 있습니다. 멀수록 멀수록 빠릅니다.

나는 단지 그것에 대해 생각하고 있었고 여기 평신도의 설명이 있습니다. 구겨진 종이에 두 개의 점을 추적하고 점이 움직이고 있지만 움직일 때 종이가 '구겨지지 않습니다'라고 가정하면 점 사이의 실제 거리는 거리의 합보다 큽니다. 여행했다.

완전히 비과학적인 설명 ...

우주가 풍선이라고 상상해보십시오. 두 몸체는 서로 가까이 있지만 반대쪽 표면에서 시작합니다. 풍선의 팽창은 그것들을 같은 속도로 서로 멀어지게합니다. 그리고 시작점에서 한 빛이 다른 우주에 도달하기 위해 우주의 거의 모든 역사를 취하는 속도입니다. 두 개의 지금 사이의 거리는 우주의 나이의 두 배가 아닙니다. 왜냐하면 당신은 풍선을 통해 여행 할 수 없기 때문입니다. 대신 풍선의 표면을 둥글게 가야합니다 ... 13.8 * PI billion light years = 43 billion light years.

엄격하게 정확하지는 않지만 적어도 천체 물리학과 우주론에 대해 너무 많은 걱정을 피하십시오!