13 milyar yıl öncesinden gelen ışık neden hep dünyanın yanından geçiyor?
Bu soruyu cevaplamak için bir evren analojisi oluşturduk.
İlk olarak, uzatılabilen ve sıkıştırılabilen bir sayfa düşünün ve ardından gerilebilir bir grafik kağıdı elde etmek için kağıda bir ızgara çizin.
Bu kağıt parçasının mevcut evren olduğunu varsayıyoruz ve sonra bu karelere bazı galaksiler çiziyoruz. Bu şekilde, koordinatları ızgara üzerindeki konumlarına göre okunabilir ve aynı zamanda mesafelerini belirlemek için bir cetvel kullanılabilir. (Izgara üzerindeki koordinatlar, sözde bağlantı koordinatları olacaktır, çünkü ızgara kağıtla genişleyecektir ve cetvel genişlemeyeceği için cetvel fiziksel mesafeyi verecektir.)
Evren giderek genişlediğinden, bu makaleyi de zamanla esnetmeliyiz. Kâğıt gerildiğinde, koordinatlar arasındaki mesafe de büyüyecek, bu nedenle ızgaradaki galaksilerin konumu değişmese de, aslında daha da ayrılacaklar. Başka bir deyişle, koordinatlar sabittir, ancak fizik, ayrılığın gerçekleşmesidir.
Aksine, ışık geri geldiğinde kağıt sıkışacaktır.
Bu süreçte her ızgara küçüldükçe nesneler daha yakından bakar. Bunu yapmaya devam edersek, kağıt küçüldükçe, kağıdın dışından baktığımızda, kağıt üzerinde konumlandırma için kullanılabilecek bir ızgara olduğunu bilsek bile, ızgara bir nokta haline gelir. Başka bir deyişle, ızgara üzerindeki noktalar birbiriyle örtüşüyor, bu da zamanı ve mekanı garip kılıyor. Şu anda, ızgaradaki her nokta büyük patlama yeteneğine sahiptir, bu da her noktanın bir tekillik olduğu anlamına gelir. Bu işlemi sonsuz bir kağıda da koyabiliriz.
Sonsuz bir kağıt parçası üzerinde bir ağ ile başlıyoruz ve yukarıda açıklandığı gibi ızgaradaki tüm noktalar tekrar üst üste gelene kadar küçültüyoruz, böylece sonsuz bir tekilliğe sahip oluruz. Evrenin sonsuz olduğuna inanıyoruz, bu aynı zamanda onun oluşum sürecinde sonsuz olduğu anlamına da geliyor, bu yüzden bu sonsuz tekillik, Büyük Patlama'yı anlamak için sahip olmamız gereken bir kavram. Şimdi bu sorunu daha da çözebiliriz.
Izgaradaki her noktaya bir saat yerleştirebileceğimizi varsayarsak, ilk zamanı her zaman Büyük Patlama anına, yani Büyük Patlama anında saat zamanı 0'a ayarlarız. Makalemizin zamanla genişlediği varsayımını hatırlayın Burada, makalemizin belirli bir tekil olmayan duruma genişleyebileceğini göstermek için zamanın biraz geçmesine izin veriyoruz ve sonra bazı ayrıntıları gözlemlemek için genişletmeyi duraklatıyoruz.
Kağıttaki figürlerden birini bizi temsil etmesi için seçiyoruz ve diğer figürlerde fotonu temsil eden bir karınca var, = 0 zamanında bize doğru yürümeye başlıyor. Her karıncanın saniyede 10 cm hareket edebildiğini varsayın. Kağıt genişlemezse, bizden 10 cm uzaktaki karıncalar 1 saniye içinde grafiğimize ulaşabilir ve bu böyle devam eder, ancak üç saniye sonra bizden 30 cm uzakta bir galaksi olduğunu anlayabiliriz çünkü o galaksiden geliyor İlk karıncanın bize ulaşması uzun zaman alır.
Bu zamanda gelen karınca bize galaksinin 3 saniye önce yola çıktığında nasıl başladığını anlatıyor. Karınca bize t = 0'daki galaksiyi t = 3'te anlatacak olsa da, geldiği galaksinin zamanı şimdi t = 3'tür, çünkü tüm saatler senkronize çalışıyor. Bu nedenle, evrenin her parçası aynı yaştadır ve bunun nedeni sadece karıncaların bize gelmek için zaman kaybetmiş olmalarıdır, gördüğümüz şey bizimle aynı yaş değildir. Başka bir deyişle, farklı yaşlardaki şeyleri ancak karıncaların (ışığın) bize ulaşması biraz zaman aldığı için görebiliriz.
İlk evrenin çok küçük olduğunu, neredeyse bir tekillik kadar küçük olduğunu biliyoruz, öyleyse milyonlarca ışıkyılı uzaklıktan ışığı nasıl görebiliriz.
Bu sorunun cevabı, evrenin ilk "ustalığını" anlamakta yatıyor. Big Bang'den kısa bir süre sonra bu kağıt parçası inanılmaz bir oranda büyüdü. Evren, bir saniyeden daha kısa bir sürede, bugünkü boyuta kadar genişledi. Bu nedenle, küçük bir noktadan, neredeyse hemen bütün bir sayfa kağıt elde ederiz. Şimdi bu kağıt parçası üzerinde yaşayan bir organizma olarak, çevremizdeki şeylerin bir daire oluşturduğunu göreceğiz Çemberin boyutu, yukarıda tartıştığımız karıncalar gibi ışığın bize ulaştığı maksimum mesafeye bağlıdır. Bu dairenin boyutu c * t'dir, burada c ışık hızıdır ve t Büyük Patlama'dan sonraki zamandır.
Genişlemeden önce dairenin boyutu biraz küçüktü ama sıfır değildi ve Büyük Patlama anında dairenin boyutu sıfırdı. Şimdi, genişleme alanı çok hızlı genişlediğinden, genişlemeden ve genişlemeden önce çemberdeki ızgara noktaları, genişlemeden sonra dairenin dışına taşınır, yani daire yalnızca c * t hızında büyür, ancak genişleme nesneyi yapar Aradaki boşluk daha hızlı büyüyor. Yani genişlemeden önce görebildiğimiz bazı şeyler şu anda gözden kayboldu.
Şimdi bakışımızı bizden 30 cm uzaktaki karıncaya çeviriyoruz.Kâğıdı 10 kez hızlıca genişlettiğimizde, bizden 30 cm uzaktaki galaksi artık 300 cm uzakta, yani genişlemeden sonra karıncanın başlangıç noktası Zaman 30 saniye uzakta olduğunda, artık 30 cm (3 saniye) yarıçaplı şu anki görüş alanımızda değildir. Aslında, genişleme sırasında etrafta galaksi veya yıldız yoktur, ancak karınca tartışmamız için, var olduğunu varsayıyoruz. Ayrıca, ışık sürekli olarak yayıldığı için, yani bu galaksiden gelen ışığın, sanki üç saniye içinde donmuş gibi devam edeceği ve ışığın normal olarak genişlemeden sonra bize ulaşabileceği unutulmamalıdır)
Genişleme bittikten sonra, daire genişlemeye devam edecek ve sonunda bazı şeyler düzelebilir (bunun hala daha yavaş bir genişleme olduğu için olabileceğini söyledim, yeterince uzak nesneler için bu, hızlı bir genel düşüşe yol açacaktır. ). Böylece görüş alanımıza giren nesneler, ışının görüş alanımıza ulaşması zaman aldığı için gerçekte olduklarından çok daha genç görünecekler. Görünüşte yeni ortaya çıkan bir galaksi, içinde bulunduğumuz uzay bölgesi ile aynı yaşta olabilir.
Enflasyonu tartışmanın önemi:
Genişleme nesneleri bizden uzağa yerleştirir, böylece vizyonumuz genişledikçe yeni şeyler görmeye devam ederiz. Aslında, genişleme sürecinde, hızlı genişleme nesnenin ışık hızından daha hızlı uzaklaşmasına neden olur.Bu, fizik yasalarını ihlal etmez, ancak nesne aslında uzay ve zamanda hareket etmediği için. Diğer bir deyişle, kağıt üzerindeki grafikler aslında hiç hareket etmedi, sadece iki grafik arasına zaman ve boşluk olarak daha fazla boşluk eklediğimiz için, son mesafe daha da uzadı. Bu nedenle, bizden milyarlarca ışık yılı uzağa neredeyse anında nesneler inşa edebiliriz.
Ek olarak, eğer evren sonluysa, açıklığımızın yeni şeyler eklemeyi bırakması gereken, yani tüm evreni kapsadığı belli bir an olmalıdır. Ancak insanlar evrenin sonsuz olabileceğini düşünüyor, bu yüzden zaman geçtikçe daha da ileriyi göreceğiz. Her iki durumda da, genişleme bizi yeni bir şey göremez hale getirecektir, çünkü belli bir mesafeyi gördüğümüzde, bize bir daha ışık ulaşmayacaktır, çünkü genişlemeyle geri çekilmeye devam edecektir.
Şimdi genişleyen evreni hayal edelim Karıncalar (ışık) saniyede 10 santimetre hızla hareket ederler ve her 10 santimetrelik uzay için uzay saniyede 1 santimetre hızla genişler (yani uzay saniyede% 10 genişler). Basitlik uğruna, ilk ışığın her saniye hareket ettiğini varsayalım ve sonra genişletmeyi uygulayalım. Diğer bir deyişle, bir karınca galaksiden 20 santimetre uzaklaşmaya başlarsa. Karınca ilk saniyede 10 cm (bizden 10 cm uzağa) hareket ettiğinde 10 cm uzaması 1 cm olması şartı sağlanmış olur, yani 1 saniye sonunda karınca 11 cm uzaklıktadır.
Sonraki saniyede karınca tekrar 10 cm hareket eder ve ardından soldaki 1 cm tekrar% 10 genişler, böylece 2 saniye sonra karınca 1,1 cm uzaklaşır. Bir sonraki saniyede gelecek. Bu nedenle, genişleme nedeniyle karıncalar beklenenden daha geç gelecek ve yürüme mesafeleri de genişleyecektir. Şimdi yeni şeyleri görememe sebebi açık ... Bir karıncanın 110 cm mesafeden başlayarak bir saniyede 10 cm (bizden 100 cm) hareket edeceğini tahmin edebiliyoruz ama 100 cm. Genleşme ile birlikte yine 10 cm genişleyecektir, yani ikinci saniyenin sonunda karınca bizden 110 cm uzakta, bir anlamda bize doğru hareket etmiyor.
Yani sorunun anahtarı:
Büyük Patlama uzayın her yerinde meydana gelir, bu nedenle onunla ilgili kalıntılar, uzaydaki her yerden yayılan ve her yönden görülebilen kozmik mikrodalga fon radyasyonu gibidir.
Evren sonsuz olarak kabul edilir, böylece zaman geçtikçe daha da ileriyi görebiliriz. Evrenin sonsuz boyutu ve genişlemesi nedeniyle, bizim tarafımızdan görülebilen her mesafede zaten nesneler vardır. Uzun zaman önce bu nesnelerin yaydığı ışık, en eski hallerini yansıtıyor, çünkü onlar uzaktalar ve genişlemeyle yolları uzuyor, bu yüzden ışık bugün bize ulaşıyor.
Çok uzaklardan ışık yaymaya başlayan nesneler, genişleme nedeniyle bizim tarafımızdan asla görülmeyecektir.
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. astro-Istvan Laszl-balık çorbası
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
