Thời đại của vũ trụ có liên quan đến vị trí của người quan sát trong vũ trụ đó không?

Theo Wiki tuổi của vũ trụ là 13 tỷ năm tuổi, và tôi được dạy rằng bức xạ nền làm cho vũ trụ đồng nhất theo mọi hướng.

Điều này không định nghĩa một khối không gian trong vũ trụ với Trái đất ở trung tâm sao? Quả cầu này sẽ có bán kính 13 tỷ năm ánh sáng.

Chúng ta (trên Trái đất) không thể nhìn thấy bất cứ thứ gì bên ngoài quả cầu này. Vì ánh sáng không tồn tại hơn 13 tỷ năm trước. Vì vậy, đối với chúng tôi điều này xác định một số loại cạnh cho vũ trụ.

Nhưng chuyện gì xảy ra khi một người ngoài hành tinh ở một thiên hà khác cách Trái đất 5 tỷ năm ánh sáng cũng nhìn về phía các vì sao. Họ không nhìn thấy một bức xạ nền đồng nhất và đo cùng tuổi của vũ trụ?

Người ngoài hành tinh đó cũng sẽ có một quả cầu 13 tỷ năm.

Vì vậy, chúng ta có hai quả cầu, một cho Trái đất và một cho người bạn ngoài hành tinh của chúng ta.

Hai quả cầu này sẽ chồng lên nhau 5 tỷ năm. Điều đó có nghĩa là, nếu chúng ta nhìn theo hướng ngược lại với thiên hà của người ngoài hành tinh đó. Chúng ta có thể thấy thêm 5 tỷ năm nữa họ có thể.

Nếu chúng ta đo tổng chiều rộng của hai quả cầu chồng chéo, chúng ta sẽ có khoảng cách là 18 tỷ năm ánh sáng.

Bây giờ tôi nắm tóc tôi trong sự bối rối. Đây có phải là hai quả cầu nhìn thấy được có thể chồng lên nhau để tạo ra một khoảng cách dài hơn tia sáng lâu đời nhất? Và từ đó tôi rơi vào nhiều câu hỏi hơn. Hai người có thể đo cùng tuổi vũ trụ từ các điểm khác nhau trong vũ trụ.

Đó là lý do tại sao tôi nghĩ rằng ý tưởng của tôi là sai, nhưng làm thế nào nó có thể sai và tại sao?

Bạn đang lao động dưới sự hiểu lầm rằng chúng ta có thể nhìn thấy trực tiếp bao nhiêu tuổi của vũ trụ. Mặc dù đúng là ánh sáng lâu đời nhất mà chúng ta có thể nhìn thấy được phát ra cách đây 13,7 tỷ năm, nhưng thứ phát ra ánh sáng đó cách chúng ta khoảng 46 tỷ năm ánh sáng, nhờ sự giãn nở của vũ trụ.

Bản thân vũ trụ có thể mở rộng đáng kể ngoài điều này và có thể là vô hạn. Điều đó không xung đột với mô hình vụ nổ lớn hoặc thuyết tương đối. Nếu vũ trụ là vô hạn thì nó luôn luôn là vô hạn. Các vị trí cách nhau nhiều hơn tia sáng lâu đời nhất khi bạn đặt nó, không tiếp xúc với nguyên nhân và, tùy thuộc vào các thông số vũ trụ, có thể không bao giờ.

Trong một vũ trụ đồng nhất, đẳng hướng (và đừng quên chúng ta chỉ có thể đưa ra các giả định về các khu vực nằm ngoài vũ trụ quan sát được của chúng ta), tất cả các nhà quan sát sẽ đồng ý về tuổi của vũ trụ và vũ trụ đã từng nhỏ hơn rất nhiều và tất cả sẽ nhìn thấy (trên trung bình) cùng loại vũ trụ theo mọi hướng.

Để đảm bảo rằng những nơi bên ngoài liên hệ nhân quả bây giờ là đồng nhất đòi hỏi rằng họ đã tiếp xúc nhân quả trong quá khứ. Đây là bản chất của "vấn đề chân trời" ".

Tôi đã chụp bức ảnh dưới đây từ trang web "slideplayer", tôi không chắc ai là người khởi tạo, nhưng nó phục vụ mục đích của nó ở đây và tôi nghĩ gói gọn câu hỏi của bạn. Nó xuất hiện trong sơ đồ này rằng A và B không bao giờ có thể "giao tiếp" và không bao giờ có thể có nguồn gốc từ cùng một nơi. Giải pháp được cung cấp bởi lạm phát là có một sự mở rộng không gian theo cấp số nhân trong một phần của giây. Nói tóm lại, khoảng cách giữa các điểm trong không gian (hoặc các thiên hà nếu bạn thích, mặc dù không có thiên hà nào trong thời kỳ lạm phát) đột nhiên tăng lên rất nhiều, nhiều bậc độ lớn. Điều này cho sự xuất hiệnchuyển động nhanh hơn ánh sáng, mặc dù giới hạn tốc độ vũ trụ chỉ áp dụng cho các phép đo cục bộ và không áp dụng cho việc mở rộng không gian. Kết quả cuối cùng là một vũ trụ xuất hiện đồng nhất vượt quá giới hạn bán kính của thời đại vũ trụ trong những năm ánh sáng.

Chà, giả thuyết đầu tiên của người Viking là vũ trụ là vô hạn và số lượng vật thể không gian là vô hạn. Sau đó, lý thuyết Vụ nổ lớn xuất hiện và chúng tôi phát hiện ra rằng vũ trụ của chúng ta có tuổi đời khoảng 13 tỷ năm và bán kính của vũ trụ quan sát được là 13 tỷ năm ánh sáng và chúng tôi đã nói rằng Vũ trụ có thể được kết nối: không có cạnh và nếu bạn có thể dừng thời gian và di chuyển theo một hướng mà bạn có thể sẽ đến cùng một điểm giống như bạn làm trên bề mặt Trái đất. Bây giờ chúng ta biết rằng đó không phải là một ý tưởng rất chính xác: bán kính của vũ trụ quan sát hóa ra lớn hơn một chút: khoảng 14 tỷ năm, và điều xảy ra là các thiên hà xa nhất di chuyển ra xa chúng ta nhanh hơn ánh sáng, vì vậy bán kính này (14 tỷ năm) chỉ là bán kính của vũ trụ hiện có thể nhìn thấy (chúng ta thấy nó trông như thế nào 14 tỷ năm trước khi vũ trụ nhỏ hơn nhiều). Bây giờ bán kính này đã đạt 45 tỷ năm ánh sáng nhưng chúng ta chỉ có thể nhìn thấy quá khứ (hay 14 tỷ năm). Vì vậy, tuần trăng mật nhìn thấy quá khứ, không phải kích thước hiện tại. Việc các thiên hà ở rất xa nhau di chuyển ra xa nhau nhanh hơn ánh sáng được cho là do sự giãn nở của không gian và không vi phạm Lý thuyết tương đối tổng quát (chúng ta có thể nói nó làm cho nó hơi thiếu chính xác, giống như thuyết tương đối làm cho lý thuyết của Newton hơi thiếu chính xác). Không gian của chúng ta đôi khi được minh họa là một dải cao su đàn hồi mà trên đó hai điểm càng xa thì chúng sẽ di chuyển ra xa nhau nhanh hơn, khi bạn mở rộng dải cao su. Và không gian của chúng tôi đang mở rộng theo cách tương tự. Chúng ta không nhìn thấy phần vô hình của vũ trụ (toàn bộ vũ trụ có thể có đường kính 150-600 tỷ năm ánh sáng - kích thước này sẽ không bao giờ có thể nhìn thấy và nó vượt xa khoảng cách 45 tỷ năm ánh sáng mà ở xa nhất các thiên hà có thể nhìn thấy phải di chuyển ngay bây giờ nhưng chúng ta vẫn quan sát chúng như thể chúng cách xa 13-14 tỷ năm ánh sáng). Ngoài ra, chúng ta không biết vũ trụ của chúng ta là vô hạn hay hữu hạn. Bạn có thể tưởng tượng một hữu hạn là một vũ trụ kết nối với người khác, đó là nếu chúng ta có thể dừng thời gian và đi theo một hướng cuối cùng sẽ đến điểm xuất phát của chúng ta. Tuy nhiên, nếu đó không phải là trường hợp và vũ trụ của chúng ta mở và không kết nối, chúng ta có thể gọi nó là vô hạn. Cả hai lý thuyết đều ổn. Thật không may, chúng tôi không biết cái nào là chính xác! Nếu Vũ trụ không được kết nối, ý tôi là có thể có một điểm trong Vũ trụ nơi các thiên hà kết thúc và không có nhiều thiên hà xa hơn hoặc có gì đó lạ hơn thế. Thật không may, điều này vượt ra ngoài Vũ trụ hữu hình của chúng ta và chúng ta không có cách nào để biết.

Một điều nữa là câu hỏi của bạn xoay quanh khái niệm không gian. Chà, đó là khoảng ba chiều trong cuộc sống thực, nếu chúng ta không xem xét rất nhỏ (như trong cơ học lượng tử) hoặc khoảng cách lớn về mặt vũ trụ. Tuy nhiên, chúng tôi biết rằng không gian của chúng tôi có thể cong vênh, vì vậy mọi thứ không đơn giản. Ngay bây giờ chúng tôi không biết nhiều về cấu hình thực tế của không gian số liệu của chúng tôi.

Như tôi thấy, nhiều người gặp khó khăn trong việc tưởng tượng Vũ trụ được kết nối. Vâng, hãy đơn giản hóa mọi thứ thật nhiều. Giả sử Vũ trụ của chúng ta giống như Trái đất và hãy tưởng tượng Trái đất phát triển kích thước, vì vậy các thị trấn cách xa nhau di chuyển ra xa nhau nhanh nhất. Sau đó, bạn có thể lấy chiều dài của đường xích đạo và gọi nó là đường kính (hoặc chỉ sử dụng nó thay vì đường kính) của vũ trụ thử nghiệm của chúng tôi. Một nửa khoảng cách của đường xích đạo sẽ là bán kính (hoặc chỉ sử dụng nó thay vì bán kính) của vũ trụ thử nghiệm của chúng tôi, và nó sẽ giống nhau ở mọi nơi, và mọi thứ sẽ được mở rộng khi chúng tôi ban đầu. Nó giải thích nghịch lý với người ngoài hành tinh và hai vòng tròn bạn đã đề cập. Lưu ý rằng các thị trấn không tăng kích thước vì như trường hợp của các thiên hà, chúng tôi cho rằng ở đây các thị trấn của chúng ta bị "hấp dẫn" mở rộng. Cũng lưu ý rằng chúng ta sử dụng bề mặt Trái đất trong ví dụ này là hai chiều và vũ trụ là ba chiều (có thể, hoặc, giả sử, xấp xỉ để tránh sự không chính xác). Hy vọng, minh họa hình cầu nguyên thủy này là một số trợ giúp.

Dưới đây là một trích dẫn giải thích và hữu ích từ bài viết Mở rộng không gian số liệu từ Wikipedia:

Vũ trụ có thể là vô hạn trong phạm vi hoặc nó có thể là hữu hạn; nhưng bằng chứng dẫn đến mô hình lạm phát của vũ trụ sơ khai cũng ngụ ý rằng "tổng vũ trụ" lớn hơn nhiều so với vũ trụ quan sát được, và vì vậy mọi cạnh hoặc hình học kỳ lạ hoặc cấu trúc liên kết sẽ không thể quan sát trực tiếp vì ánh sáng không đạt tới quy mô những khía cạnh như vậy của vũ trụ, nếu chúng tồn tại, vẫn được cho phép. Đối với tất cả ý định và mục đích, có thể an toàn khi cho rằng vũ trụ là vô hạn trong phạm vi không gian, không có cạnh hoặc kết nối kỳ lạ. [15] Bất kể hình dạng tổng thể của vũ trụ, câu hỏi vũ trụ đang giãn nở là gì không cần câu trả lời theo các lý thuyết mô tả sự giãn nở; cách chúng ta xác định không gian trong vũ trụ của chúng ta theo cách không đòi hỏi không gian bên ngoài bổ sung mà nó có thể mở rộng do việc mở rộng vô hạn có thể xảy ra mà không làm thay đổi phạm vi vô hạn của không gian mở rộng. Tất cả điều chắc chắn là sự đa dạng của không gian nơi chúng ta sống chỉ đơn giản là có tài sản rằng khoảng cách giữa các vật thể ngày càng lớn hơn khi thời gian trôi qua. Điều này chỉ ngụ ý các hậu quả quan sát đơn giản liên quan đến việc mở rộng số liệu được khám phá dưới đây. Không có "bên ngoài" hoặc nhúng trong không gian siêu âm là cần thiết để mở rộng xảy ra. Các hình ảnh thường thấy của vũ trụ đang phát triển như một bong bóng thành hư vô đang gây hiểu lầm trong khía cạnh đó. Không có lý do để tin rằng có bất cứ điều gì "bên ngoài" của vũ trụ đang mở rộng mà vũ trụ mở rộng. Ngay cả khi phạm vi không gian tổng thể là vô hạn và do đó vũ trụ không thể có được bất kỳ "lớn hơn" nào, chúng ta vẫn nói rằng không gian đang mở rộng bởi vì, tại địa phương, khoảng cách đặc trưng giữa các vật thể đang tăng lên. Khi một không gian vô tận phát triển, nó vẫn vô hạn

Bạn có thể muốn đọc toàn bộ bài viết. Tôi nghĩ nó không tệ và gần đúng với khoa học hiện đại. Nó sẽ cung cấp cho bạn nhiều thông tin hơn những giải thích đơn giản của tôi. Bạn cũng có thể muốn làm quen với hình học Euclide bốn chiều - Tôi nghĩ rằng nó có thể làm cho một số điều dễ nắm bắt hơn khi nói về không gian số liệu của chúng tôi. Vì vậy, tôi đề xuất bài viết Mở rộng không gian số liệu trong Wikipedia như là một khởi đầu tốt - tôi hy vọng nó không khó khăn lắm.

PS: Xin lưu ý rằng giải thích của tôi là đơn giản hóa đáng kể. Các cấu trúc liên kết khác nhau của Vũ trụ hoặc không gian số liệu (các kết hợp khác nhau về độ chính xác, vô hạn, tính kết nối và độ cong) có thể về mặt lý thuyết là có thể. Hãy để tôi thêm một khái niệm nâng cao hơn ở đây: Wheeler cho rằng cấu trúc liên kết của không-thời gian có thể dao động (bọt không-thời gian), do đó đưa cơ học lượng tử vào đây. Chà, tôi đoán, chúng ta vẫn có một kiến ​​thức rất hạn chế khi nói đến không gian số liệu thực tế của chúng ta.