「拡張」という言葉に言及すると、サイズの増加が頭に浮かびます。しかし、この場合、宇宙の膨張は異なります。掘り下げてもっと調べてみましょう。
学習目標
宇宙の膨張とは、時間の経過とともに観測できる宇宙の任意の 2 つの重力的に束縛されていない部分間の距離の増加を指します。このプロセスは本質的な拡張であり、それによって空間のスケールが変化します。宇宙は何にも拡大せず、その外側に存在するための空間を必要としません。通常、空間と空間内のオブジェクトは移動しません。時空のジオメトリとサイズを管理するメトリックは、スケールが変化するメトリックです。時空のオブジェクトと光は光よりも速い速度で移動できませんが、メトリック自体はこの制限によって制限されません。観測者には、宇宙が膨張しているように見え、最も近い銀河を除くすべてが遠くに後退しているように見えます。
ビッグバンから約 10 -32秒後のインフレーション期に、宇宙は急激に膨張しました。宇宙の体積は約 10 78倍に増加しました (3 次元すべてで約 10 26倍の距離膨張)。宇宙のゆっくりとした漸進的な膨張はその後も続き、ビッグバンから 98 億年後、徐々に急速に膨張し始めました。現在に至るまで拡大を続けています。
空間のメートル法による膨張は、日常生活で見られる爆発や膨張とはまったく異なります。宇宙の一部だけに当てはまる現象ではなく、宇宙全体の特性のようです。宇宙の「外側」からよりよく観察できます。
メトリック拡張は、ビッグバン宇宙論の主要な機能です。ただし、このモデルは大規模なスケール (銀河団以上のスケール) でのみ有効です。これは、重力による引力が十分に強力に物質を結合するため、現時点では、計量拡張は小規模なスケールでは観測できないためです。
物理学者は、加速を説明する方法として、最も単純な重力モデルの宇宙定数として現れる暗黒エネルギーの存在を証明しました。
メトリックスと共役座標
ユニバースのメトリック拡張を理解するには、メトリックとは何か、メトリック拡張がどのように機能するかについて説明することが重要です。
メートル法とは、距離の概念を指します。これは、座標系に関して、空間内で近接する 2 点間の距離を測定する方法を数学的に述べています。座標系は、座標と呼ばれるグリッド上の特定の位置をすべてのポイントに割り当てることにより、空間内のポイントを特定するために使用されます。 Xy グラフと緯度と経度は、座標の一般的な例です。メトリックとは、2 点間の「距離」と呼ばれる数を測定する方法を記述した式です。空間の計量拡張は、計量テンソルの数学を使用して記述されます。使用される座標系は、移動座標と呼ばれます。これは、時間と空間、および光速の両方を考慮した座標系の一種です。
