الفلك

هل يمكننا حساب سرعة المجرات على حافة الكون المرئي؟

هل يمكننا حساب سرعة المجرات على حافة الكون المرئي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

قرأت هذا المنصب

هل تتحرك حافة الكون أسرع من سرعة الضوء؟

لكن لم يكن هناك حساب ، لذلك جربته على هذا النحو:

الكون المرئي هو 28.5 Gpc (جيجا فرسخ) = 28500 مليون قطعة (ميغا فرسخ)

https://www.google.com/search؟q=diameter+of+the+observable+universe&oq=diameter+of+the+observable+universe&aqs=chrome… 69i57.6887j0j7 & sourceid = chrome & ie = UTF-8

يبلغ ثابت هابل 67.4 أو 70 كم / ث / ميجابرسك.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/new-hubble-constant-measurement-adds-to-mystery-of-universe-s-expansion-rate

سأستخدم القيمة الأقدم 67.4

v = H x D = 28500 Mpc * 67.4 km / s Mpc = 1،920،000 كم / ثانية = 1.9 × 10 ^ 9 م / ث

سرعة الضوء 2.998 × 10 ^ 8 م / ث

إذن ، فإن سرعة التمدد عند حافة الكون أكبر من سرعة الضوء بمقدار 6 أضعاف؟

قرأت هذه المنشورات

https://physics.stackexchange.com/questions/107748/how-are-galaxies-receding-faster-than-light-visible-to-observers

إذن أين قياسات المجرات هذه تتحرك أسرع من الضوء؟

وهذا

https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0011070v2.pdf

من ورقة arxiv ، أدركت أن المجرات يمكن أن تنحسر عند 3c بناءً على GR ، لكن حسابي البسيط يأتي بـ 6c.

هل يمكن لأحد أن يساعدني في التوفيق بين فضولي والحقائق؟


أعتقد أن السبب الرئيسي لعدم ظهور الإجابة بشكل صحيح هو أن معادلة قانون هابل البسيطة:

$ v = dH_ {0} $

لا ينطبق إلا في الكون المحلي (ومن ثم $ H_ {0} $، قيمة ثابت هابل اليوم). يتم تحديد معدل تمدد الكون (معامل هابل) من خلال تكوين كثافة طاقته. يتكون التركيب اليوم من 30٪ مادة و 70٪ طاقة مظلمة. في الماضي القريب ، هيمنت المادة على كثافة الطاقة. في الماضي البعيد ، سيطرت الجسيمات النسبية (الفوتونات والنيوترينوات) على كثافة الطاقة. يختلف معدل تمدد الكون في كل من هذه "الحقب". بشكل عام ، كان الكون يتوسع بسرعة أكبر (تباطأ التوسع بفضل تأثيرات المادة) ، ولكن كانت المسافات أيضًا أصغر (كان الكون نفسه أصغر). اجمع كل هذا معًا وستكون لديك علاقة معقدة للغاية بين المسافة والسرعة المتراجعة التي نلاحظها اليوم. هذه العلاقة ليس لها شكل وظيفي بسيط.

أعتقد أن أسهل سؤال يمكن طرحه هو: "ما المسافة التي قطعها الفوتون بحيث لو انبعث في بداية الكون فإنه سيصل إلي اليوم؟". الجواب على هذا السؤال هو "الأفق الكوني" ، والذي نتحدث عنه عادة على أنه حجم الكون المرئي. للإجابة على هذا السؤال ، تحتاج إلى استخدام مقياس الزمكان الذي ينطبق على كوننا (يسمى مقياس فريدمان - روبرتسون - ووكر - لوميتر). هذه هي العلاقة بين السرعة والوقت والمسافة في مجال النسبية العامة. إذا كان كوننا مسطحًا (وهو ما نعتقد أنه يجب أن يكون) ، فهذه المعادلة في الواقع بسيطة للغاية ، ولكنها للأسف تتطلب أن تعرف كيف تمدد الكون على مدار حياته. كما ذكرت ، لا تحتوي هذه العلاقة على معادلة أو رقم مغلق ، وهذا هو السبب في أنك لن ترى أبدًا معادلة بسيطة للحل الذي تبحث عنه. تحتاج إلى دمج الحل عدديًا. ويكيبيديا لديها مقال صغير جيد في الأفق.

إذا كنت مهتمًا ، فقم بتدوين مقياس FLRW لفوتون يسير في "مسار مستقيم":

$ cdt = frac {a (t) dr} { sqrt {1-kr ^ 2}} $

أين $ a (t) $ هو عامل مقياس الكون ، والذي يخبرك عن تاريخ توسع الكون. هذه هي الوظيفة المعقدة. $ ك $ هو ثابت الانحناء ، والذي يساوي صفرًا للكون المسطح. ثم تحصل على:

$ int ^ {t_ {0}} _ {0} frac {c dt} {a (t)} = int ^ {r_ {H}} _ {0} dr = r_ {H} $

هنا $ t_ {0} $ هو عمر الكون و $ r_ {H} $ هو أفق الجسيمات الذي تهتم به. لمعرفة ذلك $ a (t) $ أنت بحاجة إلى معادلات فريدمان ، وهي وظائف لكثافات الطاقة المختلفة (الطاقة المظلمة ، المادة ، الجسيمات النسبية ، الانحناء) ، والمعدلات التي تتغير بها بمرور الوقت. لقد استخدمت Astropy للقيام بالتكامل وحصلت $ حوالي 3.35 ج t_ {0} $ والتي تعطي حوالي 14 مليون لكل قناة ، وهي قريبة جدًا من الإجابة بحيث يمكنك أن تنسب أي اختلافات إلى اختلاف في المعلمات المقاسة التي تدخل في حل التكامل.

أوصي بمقدمة في علم الكونيات بواسطة Ryden ككتاب مدرسي إذا كنت تريد حقًا الدخول فيه.


شاهد الفيديو: Wat gebeurt er in een zwart gat? (قد 2022).