Gdy mowa o „ekspansji”, przychodzi nam na myśl wzrost wielkości. Jednak w tym przypadku ekspansja wszechświata jest inna. Zagłębmy się i dowiedzmy więcej.
CELE KSZTAŁCENIA
Ekspansja wszechświata odnosi się do wzrostu odległości między dowolnymi dwoma niezwiązanymi grawitacyjnie częściami wszechświata, który można zaobserwować w czasie . Proces ten jest wewnętrzną ekspansją, w wyniku której następuje zmiana skali przestrzeni. Wszechświat nie rozszerza się w nic i nie potrzebuje przestrzeni, aby istnieć poza nim. Ogólnie rzecz biorąc, przestrzeń i obiekty w przestrzeni nie poruszają się. Metryka rządząca geometrią i rozmiarem czasoprzestrzeni to ta, która zmienia skalę. Pomimo tego, że obiekty i światło w czasoprzestrzeni nie są w stanie podróżować z prędkością większą niż światło, sama metryka nie jest ograniczona tym ograniczeniem. Obserwatorowi wydaje się, że przestrzeń się rozszerza, a wszystkie galaktyki poza najbliższymi oddalają się.
W epoce inflacyjnej , która miała miejsce około 10-32 sekundy po Wielkim Wybuchu , nastąpiło nagłe rozszerzenie wszechświata. Objętość wszechświata wzrosła około 10 78 razy (rozszerzenie odległości około 10 26 razy we wszystkich trzech wymiarach). Wolniejsza i stopniowa ekspansja kosmosu trwała później, aż do 9,8 miliarda lat po Wielkim Wybuchu, kiedy to zaczęła stopniowo rozszerzać się szybciej. Rozwija się do dzisiaj.
Metryczna ekspansja przestrzeni jest zupełnie inna niż eksplozje i ekspansje, które obserwujemy w życiu codziennym. Wydaje się, że jest to właściwość całego wszechświata , a nie zjawisko, które dotyczy tylko jednej części wszechświata. Można to lepiej zaobserwować „spoza” wszechświata.
Ekspansja metryczna jest główną cechą kosmologii Wielkiego Wybuchu. Jednak ten model jest ważny tylko w dużych skalach (skala gromad galaktyk i wyżej), ponieważ przyciąganie grawitacyjne łączy materię na tyle mocno, że w tym czasie nie można zaobserwować ekspansji metrycznej w mniejszej skali.
Fizycy udowodnili istnienie ciemnej energii , która pojawia się jako stała kosmologiczna w najprostszych modelach grawitacyjnych, jako sposób na wyjaśnienie przyspieszenia.
METRYKI I WSPÓŁRZĘDNE PRZESUNIĘTE
Aby zrozumieć metryczną ekspansję wszechświata, ważne jest omówienie, czym jest metryka i jak działa metryczna ekspansja.
Metryka odnosi się do pojęcia odległości . Określa w kategoriach matematycznych sposób, w jaki mierzone są odległości między dwoma punktami znajdującymi się blisko w przestrzeni, w odniesieniu do układu współrzędnych. Układy współrzędnych służą do lokalizowania punktów w przestrzeni poprzez przypisywanie każdemu punktowi określonych pozycji na siatce zwanej współrzędnymi . Wykresy Xy oraz szerokość i długość geograficzna to typowe przykłady współrzędnych. Metryka to formuła opisująca, w jaki sposób należy zmierzyć liczbę zwaną „odległość” między dwoma punktami. Metryczna ekspansja przestrzeni jest opisana za pomocą matematyki tensorów metrycznych. Stosowany układ współrzędnych jest znany jako współrzędne wspólne . Jest to rodzaj układu współrzędnych, który uwzględnia zarówno czas i przestrzeń, jak i prędkość światła.
