Коли згадується термін «розширення», нам приходить в голову збільшення розміру. Однак у цьому випадку розширення Всесвіту відбувається інакше. Давайте копатимемось і з’ясовуватимемо більше.
МЕТА НАВЧАННЯ
Розширення Всесвіту відноситься до збільшення відстані між будь-якими двома гравітаційно незв’язаними частинами Всесвіту, які можна спостерігати з часом . Цей процес є внутрішньою експансією, завдяки якій відбувається зміна масштабу простору. Всесвіт ні в що не розширюється і йому не потрібно простір для існування поза ним. Як правило, простір і предмети в просторі не рухаються. Метрика, що регулює геометрію та розмір простору-часу, є тією, що змінюється в масштабі. Незважаючи на те, що предмети та світло у просторі-часі не можуть рухатися зі швидкістю, що перевищує світло, сама метрика цим обмеженням не обмежується. Спостерігачеві здається, ніби простір розширюється і всі, крім найближчих галактик, віддаляються.
Під час інфляційної епохи, яка була приблизно 10 -32 секунди після Великого вибуху , відбулося раптове розширення Всесвіту. Обсяг Всесвіту збільшився приблизно в 10 78 разів (розширення відстані приблизно в 10 26 разів у всіх трьох вимірах). Повільне та поступове розширення космосу тривало і пізніше, аж до 9,8 мільярда років після Великого вибуху, коли він почав поступово розширюватися швидше. Він все ще розширюється до сьогодні.
Метричне розширення простору повністю відрізняється від вибухів та розширень, які спостерігаються у повсякденному житті. Здається, це властивість цілого Всесвіту, а не явище, яке стосується лише однієї частини Всесвіту. Це можна краще спостерігати з “поза” Всесвіту.
Метричне розширення є головною особливістю космології Великого Вибуху. Однак ця модель справедлива лише у великих масштабах (масштаби скупчень галактик і вище), оскільки гравітаційне притягання з’єднує матерію досить сильно, що в цей час метричне розширення не можна спостерігати в менших масштабах.
Фізики довели існування темної енергії, яка в найпростіших гравітаційних моделях виступає як космологічна константа , як спосіб пояснити прискорення.
МЕТРИКИ ТА КОМОРДИНАТИ, ЩО ЙДУТЬ
Щоб зрозуміти метричне розширення Всесвіту, важливо обговорити, що таке метрика і як працює метричне розширення.
Метрика відноситься до поняття відстані . У математичному вираженні він визначає спосіб вимірювання відстаней між двома точками, які знаходяться близько в просторі, через систему координат. Системи координат використовуються для визначення точок у просторі, присвоюючи кожній точці певні позиції в сітці, що називаються координатами . Графіки Xy, широта та довгота - загальні приклади координат. Метрика - це формула, що описує, як вимірювати число, яке називається «відстань», між двома точками. Метричне розширення простору описується за допомогою математики метричних тензорів. Використовувана система координат відома як рухомі координати . Це тип системи координат, який враховує і час, і простір, і швидкість світла.
