Kozmolojik prensipte

Kozmolojik prensibin karşılıklı kapsayıcılığı hakkında daha kavramsal bir soru. Yani, izotropik fakat homojen DEĞİL bir Evren VEYA homojen ama izotropik DEĞİL bir Evren'in mümkün olup olmadığını merak ediyordum.

Benim spidey duygum bana bir Evrenin istropik olabileceğini ancak homojen olamayacağını söylüyor.

Şüphesiz, varsayılan olarak, bir Evren homojen ise izotropik olması gerekir mi?

cosmology cosmological-principle homogeneity

— MichaelJRoberts
kaynak

Bu hiç yardımcı oluyor mu ? Malzemelerde homojenliğe karşı izotropiye ilginç bir bakış

— 16'da

Homojen olmayan bir malzemede istropi olabileceğimizi düşünüyorum (örneğin, değişen yoğunluk veya konsantrik yoğunluk halkaları katmanları), ancak elbette bir ortamda homojenliğe sahip olduğumuzda, varsayılan olarak da istropiktir?

— MichaelJRoberts

@costrom PS Biraz yardımcı oldu.

— MichaelJRoberts

Yanıtlar:

İki durumdan hiçbiri tamamen akla yatkın değil:

Homojen, anizotropik bir evren

Galaksileri olan bir evren her tarafa eşit olarak yayıldı, ancak hepsi aynı yönde dönüyor. Bu evren, nerede yaşarsanız yaşayın aynı görünür, ancak net bir açısal momentuma sahip olur, bu yüzden bir yöne baktığınızda tüm galaksilerin görüş hattınız boyunca döndüğünü görürsünüz ve başka bir yönde, bunların dikey olarak döndüğünü görürsünüz bu yönde.

Başka bir örnek, yoğunluk dalgalarının bir yönde nüfuz ettiği bir evrendir. Bu yönde, yüksek ve düşük arasında değişen gökadaların yoğunluğunu ve burada sabit bir yoğunluğu göreceğiniz dikey göreceksiniz.

Dün arXiv gazeteleri, başka bir tür homojen, anizotropik evrende, yani gözlemlenen genişleme oranının baktığınız yöne bağlı olduğu bir olasılığın tartışıldığı bir makaleyi ( Schucker 2016 ) içeriyordu. Buna "Bianchi I evren" denir ve sadece varsayımsal bir merak değildir (bu makalenin sonuçları istatistiksel olarak anlamlı olmamasına rağmen). Ayrıca bkz. @JonesTheAstronomer'ın yanıtı.

Homojen olmayan, izotropik bir evren

John Rennie'nin bize öğrettiği gibi, Big Bang bir noktada olmadı . Bununla birlikte, eğer öyleyse ve merkezi bölgede yaşıyor olsaydık, her yönden aynı şeyi gözlemleyebilirdik, ancak yavaş yavaş kalınlaşan bir evren görüyoruz ya da belki de bir noktaya yükseliyor ve bu patlama tam olarak nasıl gerçekleştiğine bağlı olarak azalıyor . Bu senaryo olur ancak Kopernikus üzer evrende özel bir yeri, yaşadıkları ima. Eğer bir evren birden fazla yerden izotropik ise, aynı zamanda homojen olmalıdır.

— pela
kaynak

Güzel resimler, pela, +1. Ama şunu söylemeliyim ki, yukarıdaki gibi galaksiler görmüyoruz. JR'nin cevabına gelince, "evrenin bir merkezi yoktur" tartışmasız "evrenin dışında boşluk yoktur" ile çelişen desteklenmeyen bir iddiadır.

— John Duffield

@JohnDuffield: Hayır hayır, yukarıdaki gibi galaksiler gördüğümüzü söylemedim. Demek istediğim, bu tür evrenlerin prensip olarak fiziksel olarak akla yatkın olmalarıdır - gözlemsel olarak böyle bir evrende yaşamadığımızı görüyoruz. Aksine, galaksilerin Ned Wright'ın sol figürü gibi ortak bir merkezden işaret eden dar akışlarda yer aldığı bir evreni hayal etmek daha zordur.

— pela

JR'nin cevabına gelince, bol miktarda gözlemsel kanıt var (elbette fizikte her zaman olduğu gibi kanıt yok) ve "evrenin dışında boşluk yok" ile çeliştiğini ne demek istediğini anlamıyorum

— pela

Ω_{t o t} ≫ 1

$\Omega_\mathrm{tot}\gg1$

Wrt. bir merkez olsun ya da olmasın, size tüm Evren'in bir merkezi olmadığına dair kanıt olmadığını göstereceğim, eğer öyleyse, birçok anlamlı tahmin veren kozmolojik ilke yanlış ve herkes üzgün olacak. Yine de bir merkez için kanıt yok.

— pela

İzotropik ama homojen DEĞİL bir Evren VEYA homojen ama izotropik DEĞİL bir Evren'in mümkün olup olmadığını merak ediyordum.

Çoğu insan " homojen " her yerde aynı görünüyor " ve izotropik " her yönde aynı görünüyor " anlamına gelen UC Berkeley tanımından memnun olacak . Ve bazıları Ned Wright'ın makalesine göre , bu özelliklerin tamamen aynı olmadığını bilecek :

resim açıklamasını buraya girin

Diyor "gösterileri Yukarıdaki şekil solda homojen ama izotropik olmayan desen ve sağda bir izotropik ancak homojen desen ". Ancak bildiğim kadarıyla böyle resimler galaksilerle dağılmış evrenimiz için geçerli değil.

Benim spidey duygum bana bir Evrenin izotropik olabileceğini, ancak homojen olmadığını söyledi.

Benim spidey duygum bana 46 milyar ışıkyılı uzaklıktaki bir adamın evrenin ne izotropik ne de homojen olduğunu söyleyebileceğini söylüyor . Çünkü baktığında gece gökyüzünün yarısı siyahtır.

Şüphesiz, varsayılan olarak, bir Evren homojen ise izotropik olması gerekir mi?

Bunun özüne katılıyorum. IMHO bir gözlemci homojen bir evren görürse, aynı zamanda bir izotropik evren görür. Evet, evrenin homojen olduğu ancak izotropik olmadığı varsayımsal senaryolar bulunabilir . Ama sadece varsayımsal. Ve bunun sadece bir varsayım olduğunu unutmayalım . Eğer bir ormanda yaşıyorsanız dünyanın ağaçlarla kaplı olduğunu varsayar mıydınız? Hangisi her yerde ve her yönde aynı görünüyor? Özellikle bilimsel bir varsayım değil. Tüm bildiğiniz için bazı adam ormanın kenarında yaşıyor. Bence bilmediğimizi söylesen iyi olur .

— John Duffield
kaynak

Sadece homojen fakat izotopik olmayan bir evrenin LHS diyagramı ile ilgili bir noktaya değinmek, elbette her yerde aynı değildir? Çünkü bir tuğla veya harç parçası olabilirsiniz? Sırasıyla kırmızı ve beyaz.

— MichaelJRoberts

Benzer bir şekilde, ya bir galakside ya da ben araya giren alanda, hatta bir yıldızda olabilirsiniz ya da olmayabilirsiniz. Bahsettiğimiz şey büyük ölçekli homojenlik. Evren daha küçük ölçekte homojen veya izotropik değildir. Eğer olsaydı, yerçekimi bile olmazdı. Einstein'ın yerçekimi alanını "ne homojen ne de izotropik" alan olarak tanımladığı yerde bunu okuyun .

— John Duffield

Yine de bu iki diyagramın iki farklı tanımı temsil ettiğini kabul edemiyorum, biliyorum onlar sizin değiller. Sadece görmüyorum.

— MichaelJRoberts

Endişelenme Mike, çünkü dediğim gibi, böyle resimler bildiğim kadarıyla galaksilerle dağılmış evrenimiz için geçerli değil.

— John Duffield

Elbette. Bununla birlikte, sık sık merak ediyorum ki, SPK ve ölçülen dipol izotropisindeki dalgalanmalarla artık “dünya” (Evren) görüşümüzü kozmolojik prensiple destekleyemeyiz?

— MichaelJRoberts

Genel Görelilik çerçevesinde Einstein denklemlerinin (a) homojen fakat anizotropik ve (b) homojen olmayan ancak izotropik (yaklaşık tek bir nokta) olan önemli çözümleri vardır.

(A) sınıfı, en basit şekilde, farklı yönlerde farklı genleşme hızlarına sahip homojen sıvılar veya bir tür dönme şeklinde tanımlanan Bianchi Kozmolojileridir. Bunların basit bir açıklaması yok gibi görünüyor, ancak teknik düzeyde George Ellis'in Cargese derslerini yenmek zor: http://arxiv.org/pdf/gr-qc/9812046.pdf

Sınıf (b) çözeltileri, yaklaşık bir noktada tüm yönlerde aynı eşit olmayan yoğunluk dağılımına sahip Lemaitre-Tolman-Bondi (LTB) çözeltileridir. Bkz. Https://en.wikipedia.org/wiki/Lema%C3%AEtre%E2%80%93Tolman_metric

Mevcut evrenimiz ortalama olarak hem homojen hem de izotropiktir, ancak her iki (a) ve (b) çözeltisi kozmolojide önemli bir rol oynamaktadır.

— JonesTheAstronomer
kaynak