Evrenin yaşı ve zaman genişlemesi

Bilgimiz ve standart kozmolojik model göz önüne alındığında, evrenin yaşının yaklaşık 13,7 milyar yıl olduğunu tahmin ediyoruz.

Bir bütün olarak evrenin yaşı hakkında konuşmanın anlamı nedir?

Zaman genişlemesini gözlemleyebiliriz, böylece farklı hızlarda (özel görelilik zaman genişlemesi) hareket eden veya kuvvetli çekim alanlarının merkezlerinden farklı mesafelerde bulunan gözlemciler için zamanın farklı geçtiğini biliyoruz (genel görelilik ile açıklanmaktadır). Evrenin tahmini yaşı, gözlemci olarak evrenin ya da bizlerin bir özelliği midir?

Farklı bir gözlemci, evrenin yaşının farklı olduğunu algılar mı? Evrenin farklı bölgelerinin farklı yaşları var mı? Özel görelilik ilkeleri evrensel bir ölçekte düşünürken bile geçerli midir?

Cevap, evet, zaman genişlemesi, gözlemcinin şimdiki (kozmolojik) zamana kadar olan büyük patlamadan bu yana ne kadar süre yaşadığını etkiler.

Bununla birlikte, comoving gözlemcisi adı verilen belirli bir dizi özel gözlemci vardır, bunlar Evrenin izotropik göründüğü gözlemcilerdir. Örneğin, kozmik mikrodalga arkaplandaki anistropiyi ölçerek Dünya'nın yakındaki bir komşu gözlemciye göre yaklaşık 350 km / s hızla hareket ettiğini söyleyebiliriz (aslında WMAP’tan gördüğünüz CMB’nin resimleri vb bu anistropi faktörü ile vardır).

Evrendeki bir comoving gözlemcisinin özel bir özelliği, Evrenin yaşını maksimuma çıkarmalarıdır, yani başka bir gözlemci, bir comoving gözlemcisinden daha büyük bir patlamadan beri daha fazla zaman deneyimleyemez. büyük patlama). Evrenin yaşı hakkında konuştuğumuzda, bir comoving gözlemcisinin povundan Evrenin yaşı hakkında konuşuyoruz.

Standart modelde, evren, yerel dinlenme çerçevesinde hareket eden tüm konumlar için aynı görünüyor. Buna görünen yaşı da dahildir. Çevrenizdeki galaksilerin genişlemesinin her yöne simetrik olup olmadığını ve mikrodalga arka planının da her yöne aynı olup olmadığını yerel dinlenme çerçevesinde olup olmadığınızı anlayabilirsiniz. Basitçe söylemek gerekirse, görünür evrendeki herhangi bir galaksideki herhangi bir medeniyet yaptığımız evrenin aynı yaşını ölçecektir.

Bununla birlikte, bazı nesneler, evrenin yaşının önemli bir kesimi için sürekli değişen yerel dinlenme çerçevelerine göre neredeyse ışık hızında hareket etmeyi başarırsa, göreceli zaman genişlemesi olur ve bu nesne Evrenin geri kalanı kadar yaşlanmadı. Yani, gemide bir saat olsaydı, geçen süreyi daha az kaydederdi. Bununla birlikte, bunu yaparken sürekli ivmelenmeler ve engin enerji gerektirdiğinden, bunu bildiğimiz hiçbir doğal fenomen olamazdı.

Bir nesne ışığın hızına hızlanır ve sonra motorlarını keserse, o zaman Hubble genleşmesi nedeniyle, yeni yerel galaksilere göre artık ışığın hızına ve dolayısıyla zaman genişlemesine yaklaşmadığı yerlere gidecektir. Yerel gözlemciler tarafından görüldüğü gibi düşer. Kozmologlar genellikle hesaplamaları yapmak için küresel ölçekte zamanla genişleyen genişleyen koordinatları kullanırlar. Genişleyen koordinatlarda bu etki, hızları azaltmak için hareket eden (koordinat sisteminin dönüşümünden kaynaklanan) hayali bir güç olarak görünür.