Wanneer de term 'uitbreiding' wordt genoemd, komt de toename in omvang bij ons op. In dit geval is de uitdijing van het heelal echter anders. Laten we graven en meer te weten komen.
LEERDOELEN
De uitdijing van het heelal verwijst naar de toename van de afstand tussen twee door de zwaartekracht ongebonden delen van het heelal die in de loop van de tijd kunnen worden waargenomen . Dit proces is een intrinsieke uitbreiding waarbij sprake is van verandering in de schaal van de ruimte. Het universum breidt zich nergens naar uit en het heeft geen ruimte nodig om daarbuiten te bestaan. Over het algemeen bewegen ruimte en objecten in de ruimte niet. De metriek die de geometrie en grootte van ruimtetijd bepaalt, is degene die van schaal verandert. Ondanks dat objecten en licht in de ruimtetijd niet sneller kunnen reizen dan het licht, wordt de metriek zelf niet beperkt door deze beperking. Het lijkt voor een waarnemer alsof de ruimte zich uitbreidt en alle behalve de dichtstbijzijnde sterrenstelsels zich in de verte terugtrekken.
Tijdens het inflatietijdperk dat ongeveer 10 -32 van een seconde na de oerknal was , was er een plotselinge uitdijing van het heelal. Het volume van het heelal nam toe met een factor van ongeveer 10 78 (afstandsuitbreiding met een factor van ongeveer 10 26 in alle drie dimensies). Een langzamere en geleidelijke uitbreiding van de ruimte zette zich later voort, tot 9,8 miljard jaar na de oerknal, toen het geleidelijk sneller begon uit te breiden. Het breidt zich tot op de dag van vandaag nog steeds uit.
De metrische uitbreiding van de ruimte is totaal anders dan de explosies en uitbreidingen die in het dagelijks leven worden gezien. Het lijkt een eigenschap van het hele universum te zijn in plaats van een fenomeen dat alleen van toepassing is op een deel van het universum. Het kan beter worden waargenomen van "buiten" het universum.
Metrische expansie is een belangrijk kenmerk van de oerknalkosmologie. Dit model is echter alleen geldig op grote schalen (de schaal van clusters van melkwegstelsels en hoger), aangezien zwaartekracht de materie sterk genoeg met elkaar verbindt zodat op dit moment metrische expansie niet op kleinere schaal kan worden waargenomen.
Natuurkundigen hebben het bestaan van donkere energie bewezen, die in de eenvoudigste zwaartekrachtmodellen als een kosmologische constante verschijnt, als een manier om de versnelling te verklaren.
METRICS EN COMOVING CORDINATEN
Om de metrische expansie van het heelal te begrijpen, is het belangrijk om te bespreken wat een metriek is en hoe metrische expansie werkt.
Een metriek verwijst naar een concept van afstand . Het geeft in wiskundige termen de manier aan waarop afstanden tussen twee punten die dicht in de ruimte liggen, worden gemeten, in termen van het coördinatensysteem. Coördinatenstelsels worden gebruikt om punten in de ruimte te lokaliseren door aan elk punt bepaalde posities op een raster, de coördinaten genaamd, toe te wijzen. Xy-grafieken en breedte- en lengtegraad zijn veelvoorkomende voorbeelden van coördinaten. Een metriek is een formule die beschrijft hoe een getal dat 'afstand' wordt genoemd, moet worden gemeten tussen twee punten. De metrische expansie van de ruimte wordt beschreven met behulp van de wiskunde van metrische tensoren. Het gebruikte coördinatensysteem staat bekend als commoving coördinaten . Dit is een soort coördinatensysteem dat zowel rekening houdt met tijd en ruimte als met de lichtsnelheid.
