Soru:
Neden kozmolojik sabite sahibiz?
frodeborli
2014-01-10 03:07:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kozmolojik sabit, evrenin genişliyor gibi göründüğünü açıklamak için gerekli olmadığına göre, neden ona sahibiz?

Hangi diğer faktörler bu sabitliğe sahip olmamıza neden olur?

Arka Plan: Kozmolojik sabit olmadan, uzak yıldızlar büyük bir kırmızıya kaymadan etkilenmelidir. Kırmızıya kayma miktarı, bizden uzaklıklarının bir fonksiyonudur. Bunun nedeni yerçekimsel zaman genişlemesidir. Evrenin çok yoğun olduğu 13 milyar yıllık geçmişe bakıyoruz. Bu yıldızlar aşırı yerçekimi yaşıyor olmalı ve bu da Einstein değişimine neden oluyor.

Kozmolojik sabite sahip olduğumuzdan, şimdi kırmızıya kayma için başka açıklamalar arıyoruz.

Evrenin genişlemesinin (genişlemenin hızlanması) kesin doğasını açıklamak için kozmolojik sabite kesinlikle ihtiyaç vardır. 2011 Nobel Fizik Ödülü'ne bakın (http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2011/press.html).
Işık hızına yakın bir kara deliğe giriyor olsaydınız, olay ufkuna yaklaşıncaya kadar onun gelişini muhtemelen gözlemleyemezdiniz. Olay ufkunun yarıçapı, bakış açınıza göre hızınıza bağlıdır. Önünüzdeki parlak bir nesne de ışık hızının 1 / 10'u ile deliğe giriyor olsaydı, yine de size göre hızlanan bir kırmızıya kayması olurdu, ancak aslında siyahın merkezine ulaşmadan ona çarpabilirsiniz. delik. Bu mantıklı mı? Öyleyse, çökmekte olan bir evren bu etkileri gösteremez mi?
Evren çöküyor olsaydı, galaksilerin maviye kaymasının kırmızıya kaymadığını görürdünüz.
@astromax Doppler nedeniyle belki. Ama çökmenin, bir kurabiye hamurunun sönmesi gibi davranmayacağına inanıyorum. Uzayın merkezi bölgeleri, dış kabuğun deneyimlemesi gereken içe doğru çekmeyi telafi etmekten daha fazla dışa doğru çekilirdi. Bunun kırmızıya kaymaya daha fazla katkıda bulunacağına inanıyorum, çünkü uzaklıktan dolayı ilk kırmızı kaymanın üstüne dış bölgeler daha yoğun hale gelecektir. Temel olarak, dinamiklerin kırmızıya kaymamızı sağlayacağını düşünüyorum.
Bu yanlış bir düşüncedir. Evren çökerse, uzayın koordinatları mutlaka zamanla azalır. En yakın galaksiler hariç tümü kırmızıya kaymaz, maviye kayar.
Tamam, peki ya evrenin dokusu çökmüyorsa, ama gördüğümüz tüm madde yerçekimi nedeniyle çöküyorsa?
Bu yerel olarak gerçekleşir (galaksi grupları ve galaksi kümeleri gibi şeylere sahip olmamızın nedeni), ancak uzayın geniş mesafelerde genişlemesi yer çekiminden üstündür.
Şey, anlamadığım sürece uzayın genişlemesine inanmıyorum. Bunun optik bir illüzyon olduğuna inanıyorum. Gözlemlediklerimize olan mesafenin bir fonksiyonu olarak yoğun geçmiş evren nedeniyle neden kırmızıya kaymayacağımızı birileri bana açıklamalı. Ya da en azından bana onu GÖRDÜĞÜMÜZÜ ve genişleme nedeniyle kırmızıya kayma aradığımızda bunu hesaba kattığımızı söyleyin.
Kafa karışıklığınızı gerçekten tam olarak anlamıyorum, ancak ne yaptığımızı neden gözlemlediğimizi okumak için gidilecek yerleri önerebilirim.
Iki yanıtlar:
#1
+8
Sandesh Kalantre
2014-01-10 10:17:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink
  • Neden 1:

Friedmann denklemlerine kozmolojik sabit olmadan bakalım.

$$ \ frac { \ dot {a} ^ 2} {a ^ 2} = \ frac {8 \ pi G \ rho} {3} - \ frac {kc ^ 2} {a ^ 2} $$

LHS'deki terim, gökadaların durgunluk hızının doğrudan ölçülebilen Hubble sabitinin karesi $ H ^ 2 $ 'dır

Yoğunluk teriminin $ \ rho_ {maddenin bir kombinasyonu olduğu söylenebilir } + \ rho_ {karanlık-madde} $ her ikisi de doğrudan ölçülebilir; $ p_ {madde} $ galaksimizdeki ve diğer galaksilerdeki maddenin gözlemlenmesiyle, $ \ rho_ {karanlık-madde} $ ise galaksilerin dönüş eğrileriyle ölçülebilir.

$ k $ eğrilik sabiti bugün CMBR'deki anizotropi ölçümleriyle tahmin edilebilir.

Görünen o ki parametreler uymuyor ve daha fazla kütle enerjisine ihtiyacımız var. evren (tahmin ettiğimizin neredeyse 2-3 katı).

Böylece, Karanlık enerji veya temelde kozmolojik sabit gelir. Kozmolojik sabit veya karanlık enerji, denkleme bakmanın sadece iki yolu, ya sabit ya da bir kütle enerjisi biçimi olarak (ikincisine inanmak için sağlam nedenlerimiz olsa da).

Ve bu bugünkü evren resmimiz: enter image description here

  • Neden 2:

Tarihsel olarak kozmolojik sabit, bir tamamen farklı bir neden.

Kozmolojik sabiti olmayan ikinci Friedmann denklemi:

$$ \ frac {\ ddot {a}} {a} = - \ frac {4 \ pi G} {3} \ left (\ rho + \ frac {3p} {c ^ 2} \ right) $$

Şimdi bu, normal madde türü için, evrenin yavaşlaması gerektiğini öngörüyor. ($ \ Ddot {a} <0 $)

Şimdi insanlar, tip-1a süpernovalarının kırmızıya kaymasını ölçtüler ve evrenin genişlemesinde hızlandığı şeklindeki oldukça paradoksal sonucu buldular.

enter image description here

Normal madde bu tip veya davranışı açıklayamadığından, yine Karanlık Enerjiye (veya kozmolojik sabite) bakmalıyız ve böylece kozmolojik eksilerle denklem şu olur:

$$ \ frac {\ ddot {a}} {a} = - \ frac {4 \ pi G} {3} \ left (\ rho + \ frac {3p} {c ^ 2} \ right) + \ frac {\ Lambda c ^ 2} {3} $$

Böylece $ \ ddot {a} >0 $ mümkündür.

Bu nedenle kozmolojik sabit hem mevcut genişleme oranını hem de hızlandırılmış genişlemeyi açıklamak için gerekli.

Sonunda hızlandırılmış genişleme açıklanabilir ve bugün evrenin $ ΛCDM $ modeline sahibiz.

Referanslar:

1: http://en.wikipedia.org/wiki/Friedmann_equations

2: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/univacc.html

3: http://en.wikipedia.org/wiki/Lambda -CDM_model

Evrenin şu anda yavaşlayabileceğine, hatta çökebileceğine inanıyorum, ancak bu çöküşün görsel olarak sanki hızlanan bir hızla genişliyor gibi görünmesini sağlayacaktır - yerçekimi kaymasının ikinci dereceden hızı nedeniyle. Yoğun bir kabukta içi boş bir evren olarak. Bu, bölgemizin en uzak bölgelere göre daha az yoğunlaşmasından kaynaklanmaktadır. Bu denklemler kozmolojik sabiti kaldırırken bu iddiayla çelişiyor mu?
Galaksilerin dönme eğrileri ile ilgili olarak; Bize uzaklığın bir fonksiyonu olarak boş uzayın sıcaklığını nasıl bilebiliriz? Evrenin geçmişte daha parlak (başka bir deyişle bize uzak) olmadığından emin olabilir miyiz? Bir bölgede seyahat halindeki daha fazla foton, o bölgedeki dönme eğrilerine katkıda bulunmalıdır.
Bununla ne demek istiyorsun? "Evrenin şu anda yavaşlayabileceğine, hatta çökebileceğine inanıyorum, ancak bu çöküş onu görsel olarak sanki hızlanan bir hızla genişliyor gibi gösterecektir - yerçekiminin ikinci dereceden hızı nedeniyle vardiya?"
Dönme eğrileri ya gerçek yıldızların hızları ya da atomik hidrojendeki çizgiler, temelde 21 cm'lik çizgiler kullanılarak elde edilir.Karanlık maddeyi tespit etmenin başka yolları da vardır, örneğin karanlık madde de kütleçekimsel merceklemeye neden olabilir. .wikipedia.org / wiki / Bullet_Cluster
Evren genişliyor gibi göründüğünden, uzak yıldızların bizi zamanın bir fonksiyonu olarak yerçekimi ile daha az etkilediği anlamına gelmelidir. Öte yandan uzak yıldızlar, zamanın bir fonksiyonu olarak (mesafeden dolayı) yer çekiminden daha fazla etkileniyor gibi görünmelidir. Daha sonra zaman genişlemesi kaymasını varsayıyorum. Bu etkinin üstüne ek olarak, evren çöküyorsa - ve yerçekimi uzak bölgelerde yayılırsa, yakın olmaktan çok yerçekiminden etkilenmeli ve ses bariyerine benzer bir etkiye sahip olmalıdır - ama yerçekimi için. Bunun toplamının kozmolojik sabit dediğimiz miktar olması gerektiğine inanıyorum.
Diğer bir deyişle; kozmolojik sabit, referans çerçevemizdeki algılanan gerçekliğimizi gerçek gerçeklikle eşleştirmek için kullanılan bir dönüştürme işlevi olabilir.
#2
-2
Christian Hollstein
2014-05-14 12:07:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Şu modeli öneriyorum:

Evren zaten bizim Samanyolu ve diğer tüm galaksileri çeken dev bir merkezi kara delikten oluşuyor. Gözlemlenen kırmızı kayma 1 / r² çekim yasası ile açıklanabilir: bizim merkezdeki karadeliğe daha yakın olan galaksiler, bizim sahip olduğumuzdan daha yüksek hızlara sahiptir. Böylece bizden uzaklaştıklarını görüyoruz. Merkez kara delikten bizimkinden daha uzak olan galaksiler, bizim kadar hızlı hareket etmezler. Yani onlara baktığımızda bizden kaçtıklarını görüyoruz. Kara delik ve ona olan mesafemiz o kadar büyük ki alan gradyanı oldukça düşük, bu yüzden gelgit kuvveti yaşamıyoruz. Newton'un 1 / r² yasasını Einstein'ın genel görelilik alan denklemleriyle ayarlamak bu modelde büyük bir fark yaratmaz. Birbirine göre galaksi hareketinin genel modeli aynı kalır.

Bu iddialar nasıl doğrulanabilir? İşte temel algoritma. Bir bilgisayarda bile uygulanabilir ve çalıştırılabilir:

Bilinen kuasar kataloglarından kaydedilen tüm kuasar spektrumlarını alın. Spektrumlarını sıfır kırmızı kaymaya normalize edin. Her bir spektral imzayı birbiriyle karşılaştırın. Toza veya diğer gürültü ekleyen etkilere göre farklılıklar için makul telafiyi deneyin. Aynı veya benzer iki tane bulursanız, ilgili kuasarın pozisyonlarını kontrol edin. Açısal konumları birkaç derece farklıysa, elinizde bazı kanıtlar var. Çünkü aynı kuasar'ı iki kez buldunuz: Bir kez doğrudan (kavisli) bir çizgide görüldüğünde ve bir kez ışığı merkezdeki kara deliğin yerçekimi alanı tarafından sarılırken. görüş alanımızda büyük bir galaksi) yerçekimsel mercek etkileri. Bu durumlarda görünüşteki konumları birkaç ark saniyesi veya dakikayla farklılık gösterdi. Önemli (birkaç derece) açısal konum farklılıkları olan ve hatta evrenin zıt bölgelerinde bulunan bir dizi ikiz kuasar, yukarıdaki model için bir kanıt olabilir

Sizinle benzer bir düşünce çizgisinden geçtim ve ayrıca 1 / r ^ 2 nedeniyle tek tip kırmızıya kayma göreceğinize inanıyorum. Deliğe doğru düşerken, her yönde hızlanan kırmızı bir kayma görürsünüz. Düşünce çizgisini biraz daha ileriye götürdüm: olay ufkunu geçtiğinizde, gelgit kuvvetleri her şeyi birincil elementlere, elektronlara, nötronlara veya her neyse, parçalayacak. Bu karışım mutlak merkeze yaklaştığında - gelgit kuvvetlerinden daha az etkilenecekler ve ilk kara deliğin içinde hidrojen, yıldızlar ve yeni kara delikler oluşturmaya başlayacaklar.
İki özdeş kuasar bulmanın sorunu, ona çok farklı mesafelerden bakmanızdır - genç bir kuasar ve daha yaşlı bir kuasar. Samanyolu dev bir kara deliğe doğru düşerse, kendimizi doğrudan "arkamızda" göreceğinizi de hayal edebilirsiniz. Aynalı samanyolu bizimle çarpışma rotasında görünüyordu. Bu fikir, "Büyük Çeker" için alternatif bir açıklama olarak geldi ve Andromeda Gökadası, galaksi kütlesinin açıklayabileceğinden çok daha hızlı bir şekilde bizimle çarpışma rotasında görünüyor.
Bunu geçmişte http://marilynvossavant.com/forum/viewtopic.php?t=376 adresinde de sordum.
-1 Merkezi bir kara delik olamaz çünkü evrenin merkezi yoktur. Bu soruya bakın: http://astronomy.stackexchange.com/questions/669/what-is-in-the-center-of-the-universe
@called2voyage Merkez olmadığından nasıl tamamen emin olabilirsiniz? Evrenin başka bir kara deliğin içinde OLMADIĞINI bilmenin belirli yolları var mı? "Daha önceki" bir evrende bir kara deliğin olay ufkunu geçerken gördüğümüz her şey parçalandı ve şimdi bu süper deliğin içinde milyarlarca yıldan sonra yeni yıldızlar oluşturuyor mu? Birinin nasıl emin olabildiğini merak ediyorum ve bu fikri yere seriyor. Çünkü bir kara deliğin dışarıdan bakıldığında kesinlikle bir merkezi vardır.
@frodeborli Evrenimizi yaratan başka bir kara delik, evrenimizin bir merkeze sahip olmasını gerektirmez.
@called2voyage Tamam, yeterince adil. Bir tekilliğin içinde bir evren hayal etmek, dışarıdan bakıldığında her şeyin aynı yerde olmasını gerektirir - ancak içeriden bakıldığında, zamanın seyrelmesinden ve diğer GR etkilerinden etkilenen bir merkez belki de bir merkez gerektirmez.
2voyage isimli makaleyi okudum. Tamamen büyük patlama / genişleyen evren modeli içinden tartışıyor. Belki bu uzun zaman önce oldu. Ancak bu, genel olarak kırmızıya kaymanın gözlendiği günümüzün çökmekte olan evrenini dışlamaz. Samanyolu / Andromeda mavi geçişi / Büyük Cazibe: Belki de bu, yerel galaksi grubumuzdaki "küçük" bir türbülanstır. Büyük bir kozmolojik ölçekte, bizim ve mahallemiz arasında gözlemlenen mavi kaymaya fazla ağırlık vermem.


Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 3.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
Loading...