우주론 원리

우주론 원리의 상호 포괄성에 대한 개념적 질문에 더 가깝습니다. 즉, 나는 등방성이지만 균질하지 않은 우주 또는 균질하지만 등방성이 아닌 우주를 가질 수 있는지 궁금합니다.

나의 숭고한 감각은 우주가 등방성이 될 수 있지만 균질하지 않을 수 있다고 말해줍니다.

분명히, 기본적으로, 우주가 동 질적이라면 그것은 등방성이어야한다는 것을 따르는가?

cosmology cosmological-principle homogeneity

— MichaelJRoberts
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이것이 전혀 도움 이 됩니까 ? 등방성 대 재료의 동질성에 대한 흥미로운 모습

— costrom

나는 우리가 불균일 한 물질 (예 : 다양한 층의 층 또는 동심 밀도 링)에서 등방성을 가질 수 있다고 생각하지만, 일단 매체에 균질성이 있으면 기본적으로 등방성입니까?

— MichaelJRoberts

@ costrom PS 조금 도움이되었습니다.

— MichaelJRoberts

답변:

두 경우 모두 완전히 상상할 수있는 것은 아닙니다.

균질 한 이방성 우주

은하가있는 우주는 고르게 퍼져 있지만 모두 같은 방향으로 회전하고 있습니다. 이 우주는 당신이 어디에서 살았 는가에 상관없이, 순수한 각운동량을 가지므로, 한 방향으로 보면 모든 은하가 시야를 따라 회전하고 다른 방향으로 보면, 수직으로 회전하는 것을 볼 수 있습니다. 이 방향.

다른 예로는 한 방향으로 밀도 파에 의해 침투 된 우주가 있습니다. 이 방향에서 은하의 밀도가 높음과 낮음 사이에서 교대로 나타나고 수직으로 일정한 밀도가 나타납니다.

arXiv 에 대한 어제의 논문 에는 다른 유형의 동종 이방성 우주, 즉 관찰 된 팽창 속도가 보는 방향에 따라 달라지는 이질적인 우주에 살 가능성을 논의 하는 논문 ( Schucker 2016 )이 포함되어 있습니다. 이것은 "비앙키 1 세 우주"라고 불리며 단순한 호기심이 아닙니다 (이 논문의 결과는 통계적으로 중요하지 않지만). @JonesTheAstronomer 의 답변을 참조하십시오 .

불균일 한 등방성 우주

존 레니 (John Rennie)가 우리에게 가르쳐 준 것처럼 빅뱅은 한 시점에 일어나지 않았습니다 . 그러나 경우 가했다, 그리고 우리는 중앙 지역에 사는 일이, 우리는 모든 방향으로 동일하게 관찰하지만, 점차 thinnening 우주를 참조하거나 어쩌면이 exsplosion에 대한 온 정확히 방법에 따라 감소 후 어느 시점에 증가 수 . 그러나이 시나리오 는 우리가 우주의 특별한 장소에 거주한다는 것을 의미하며, 이는 코페르니쿠스를 슬프게 할 것입니다. 유니버스가 둘 이상의 위치에서 등방성 인 경우 동 질적이어야합니다.

— 펠라
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멋진 사진, 펠라, +1. 그러나 우리는 실제로 위와 같은 은하계를 볼 수 없다고 말해야합니다. JR의 대답에 따르면, "우주에는 중심이 없다"는 것은 "우주 밖에는 공간이 없다"는 주장과 맞지 않는지지되지 않은 주장이다.

— John Duffield

@JohnDuffield : 아니요, 위와 같은 은하계를 본다는 의미는 아닙니다. 저의 요점은 그러한 우주는 원칙적으로 물리적으로 상상할 수 있다는 것입니다. 대조적으로, 은하가 네드 라이트의 왼쪽 그림과 같은 공통 중심을 가리키는 좁은 개울에 놓여있는 우주를 상상하기가 더 어렵습니다.

— pela

JR의 대답에 관해서는 많은 관측 증거가 있습니다 (물론 물리학에서 항상 그렇듯이 증거는 없습니다). 나는 그것이 "우주 바깥에 공간이 없습니다"

— pela

Ω_{t o t} ≫ 1

$\Omega_\mathrm{tot}\gg1$

Wrt. 중심이든 아니든, 나는 당신에게 우주 전체가 중심을 가지고 있지 않다는 증거가 없다는 것을 당신에게 줄 것입니다. 그러나 센터에 대한 증거도 없습니다.

— pela

등방성이지만 균질하지 않은 우주 또는 균질하지만 등방성이 아닌 우주를 가질 수 있는지 궁금합니다.

대부분의 사람들은 동종의 의미는 "모든 위치에서 동일 하게 보인다" 고 등방성은 "모든 방향에서 동일하게 보인다"는 UC 버클리 정의에 만족할 것 입니다. 그리고 일부 사람들은 Ned Wright의 기사 에 따르면 이러한 속성이 완전히 동일하지 않다는 것을 알게 될 것입니다 .

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

그는 말한다 "쇼 위의 그림 왼쪽에 균일하지만 등방성하지 패턴과 오른쪽 등방성하지만 균일 한 패턴 ". 그러나 내가 이와 같은 그림을 아는 한 은하가 흩어져있는 우주에는 적용되지 않습니다.

내 욕심은 우주가 등방성이 될 수 있지만 균질하지 않을 수 있다고 말해줍니다.

나의 멍청한 생각은 460 억 광년 떨어져있는 어떤 사람에게 우주가 등방성이나 동질성 이 아니라고 말할 수도 있습니다 . 그가봤을 때, 밤하늘 반은 검은 색이거나 무언가이기 때문입니다.

분명히, 기본적으로, 우주가 동 질적이라면 그것은 등방성이어야한다는 것을 따르는가?

나는 그 요점에 동의합니다. IMHO 관찰자가 동종 우주를 볼 경우 등방성 우주도 볼 수 있습니다. 그렇습니다 . 우주는 동질하지만 등방성이 아닌 가상의 시나리오를 찾을 수 있습니다 . 그러나 그것들은 단지 가상 일뿐입니다. 그리고 그것은 단지 가정이라는 것을 잊지 마십시오 . 숲에 살았다면 세상이 나무로 덮여 있다고 가정하겠습니까? 어느 곳에서나 모든 방향에서 똑같이 보이는 것은 무엇입니까? 특별히 과학적인 가정은 아닙니다. 모두들 아시다시피 어떤 사람은 숲의 가장자리 근처에 살고 있습니다. 나는 우리가 단지 모른다는 말을하는 것이 낫다고 생각합니다 .

— 존 더 필드
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동종이지만 동위 원소가 아닌 우주의 LHS 다이어그램에 대해 지적하기 만하면 모든 지역에서 동일하지는 않습니까? 벽돌이나 그라우트의 일부가 될 수 있습니까? 각각 빨간색과 흰색.

— MichaelJRoberts 2016 년

비슷한 맥락에서 당신은 은하계 나 내가 개입하는 공간에 있거나 심지어 별에있을 수도 있습니다. 우리가 말하는 것은 대규모 동질성입니다. 우주는 더 작은 규모에서 동 질적이거나 등방성이 아닙니다. 만약 그렇다면 중력도 없을 것입니다. 아인슈타인 이 중력장을 "균일하지 않고 등방성이 아닌" 공간으로 묘사 한 곳에서 이것을 읽으십시오 .

— John Duffield

이 두 다이어그램이 두 가지 별개의 설명을 나타내는 것을 여전히 받아 들일 수는 없습니다. 그냥 보지 마십시오.

— MichaelJRoberts 2016 년

내가 걱정하는 것처럼 마이크는 걱정하지 마라. 내가 알고있는 한 은하가 흩어져있는 우주에는 적용되지 않는다.

— John Duffield

물론이야. 그러나 나는 종종 CMB의 변동과 측정 된 쌍극자 등방성으로 더 이상 우주 론적 원칙으로 우리의 "세계"(우주) 관점을 뒷받침 할 수 없다는 것을 궁금해한다.

— MichaelJRoberts

일반 상대성 이론의 틀 안에는 (a) 균질하지만 이방성, (b) 균질하지만 등방성 (단일 점) 인 아인슈타인 방정식의 중요한 해가있다.

부류 (a)는 비앙키 우주론 (Bianchi Cosmology)으로, 서로 다른 방향으로 또는 다른 형태로 회전하는 속도가 다른 균질 유체로 가장 간단하게 설명됩니다. 이에 대한 간단한 설명은 없지만 기술적 인 수준에서 George Ellis의 Cargese 강의를이기는 것은 어렵습니다. http://arxiv.org/pdf/gr-qc/9812046.pdf

Class (b) 솔루션은 Lemaitre-Tolman-Bondi (LTB) 솔루션으로 한 지점에서 모든 방향으로 동일한 비 균일 밀도 분포를 갖습니다. 참조 https://en.wikipedia.org/wiki/Lema%C3%AEtre%E2%80%93Tolman_metric를

우리의 현재 우주는 평균적으로 동 질적이며 등방성이지만, 솔루션 (a)와 (b)는 모두 우주론에서 중요한 역할을한다.

— 천문학 자
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