Frage:
Kann man daraus schließen, dass unser kosmologischer Horizont im Laufe der Zeit zugenommen hat?
Ratna
2013-11-02 13:20:20 UTC
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Wenn ich recht habe, können wir nur die Sterne sehen, die innerhalb unseres kosmologischen Horizonts liegen, und es kann darüber hinaus Sterne geben oder auch nicht. Haben wir in den letzten 150 Jahren, in denen wir Teleskope benutzt haben und seitdem unser kosmologischer Horizont um etwa 150 Lichtjahre zugenommen haben muss, neue Galaxien gesehen, Sterne? Wenn genügend Zeit, sagen wir 500 Jahre, gegeben wird, werden neue Sterne gefunden. Können wir sicher sein, dass sie sichtbar geworden sind, um nicht gebildet zu werden, etwa 150 Jahre nach dem Urknall?

Vier antworten:
#1
+3
SF.
2013-11-04 19:22:54 UTC
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    Nein. Die Raumerweiterung verlangsamt sich nicht, im Gegensatz zur Erweiterung des kosmischen Horizonts. Das bedeutet, dass der kosmische Horizont tatsächlich Galaxien verschluckt, wenn sie sich aufgrund der Raumerweiterung von uns entfernen, und ihre Anzahl verringert, anstatt sie zu erhöhen. Trotzdem haben wir noch nicht die gesamte kosmische Strahlung von Urknall gesammelt, die innerhalb unseres aktuellen Ereignishorizonts aufgetreten ist. Es dauert also noch eine Weile, bis die Entfernung des beobachtbaren Universums für uns eingeschränkt wird - derzeit die Lichtgeschwindigkeit (+ Raumausdehnungsrate). Das Alter des Universums begrenzt es auf einen erheblich kleineren Radius.

  1. Ja, wir haben mehr Sterne und Galaxien entdeckt, aber das liegt an der Verbesserung der Technologie, die noch ziemlich weit entfernt ist (ungefähr ein Drittel des Weges) von der Beobachtung von Sternen in der Nähe der Hubble-Sphäre während der Entstehung des Universums (solche, deren Licht heute beobachtbar wäre; im Gegensatz zu diesen am Weltraumhorizont, deren Licht uns erreichen wird irgendwann , in unendlich ferner Zukunft.)

  2. ol>

    Derzeit sind wir noch weit davon entfernt, uns an die kosmologischen Grenzen der Beobachtbarkeit zu lehnen. Derzeit ist unsere Grenze der Beobachtbarkeit das Budget für den Bau besserer Geräte.

#2
+2
astromax
2013-11-02 21:35:03 UTC
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Es gibt verschiedene Horizonte, die Sie interessieren sollten. Der erste ist der kosmologische Horizont, der am weitesten entfernt ist, wenn man bedenkt, dass sich Photonen mit endlicher Geschwindigkeit fortbewegen und das Universum nicht unendlich alt ist. Da sich nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, ist dies buchstäblich die weiteste, die wir jemals sehen konnten - alles draußen ist kausal von uns getrennt (obwohl dieser Horizont mit der Zeit zunimmt, erreicht er aufgrund der beschleunigten Expansion asymptotisch eine endgültige Entfernung der Raum-Zeit).

In der Praxis ist der Horizont, der uns wirklich am Herzen liegt, der kosmische Mikrowellenhintergrund. Dies ist der Punkt, an dem das Universum so kühl wurde, dass die Atome neutral bleiben konnten. Warum ist das der wichtige Horizont? Zuvor konnten sich Photonen einfach nicht sehr weit bewegen, bevor sie mit geladenen Teilchen wechselwirkten. Vor der Oberfläche der letzten Streuung war das Universum im Wesentlichen undurchsichtig (es wäre, als würde man durch eine Wolke schauen). Danach war es jedoch transparent. Alles von der Oberfläche der letzten Streuung und später (Rotverschiebung von $ z \ sim 1100 $ und niedriger) soll Teil des beobachtbaren Universums sein.

Obwohl das Universum immer noch unendlich groß ist, können wir diese Objekte (falls vorhanden) niemals sehen, wenn sie diesen Horizont überschreiten. Die andere Sache, an die Sie sich erinnern sollten, ist, dass je weiter Sie schauen, desto weiter zurück in der Zeit, die Sie sehen. Galaxien existierten nicht immer. Es dauerte einige Zeit, um größere Überdichten wie Sterne, Galaxien und Cluster aus kleinen Dichtestörungen im frühen Universum zu bilden. Nach der Oberfläche der letzten Streuung gab es eine Zeitspanne, in der das Universum aus Sicht eines Astronomen sehr dunkel und möglicherweise sehr langweilig war. Dies ist die Zeit, nachdem Atome weitgehend neutral wurden, bevor die ersten Sterne und Galaxien "eingeschaltet" wurden.

Diese Antwort ist falsch. Eine Rezession mit Lichtgeschwindigkeit * markiert * keinen Horizont. In der Antwort werden die beiden tatsächlichen kosmologischen Horizonte nicht erwähnt, der Teilchenhorizont (unser früherer Lichtkegel zur gegenwärtigen Zeit, sehr grob durch das CMB markiert) und der Ereignishorizont (unser vergangener Lichtkegel zur unendlichen Zeit), die zwei sehr unterschiedliche Konzepte sind. Die Antwort scheint auch den Ereignishorizont und den Partikelhorizont zu verwechseln. Nichts passiert den Teilchenhorizont nach außen.
Es ist auch nicht ernst, das dunkle Zeitalter aus der Sicht eines Astronomen "langweilig" zu nennen. Viele Astronomen interessieren sich sehr für dieses Thema.
Erstens sage ich "langweilig", weil es in dieser Phase der Geschichte des Universums keine Objekte gab, die man sich ansehen konnte. Die Leute studieren das Schweizer Käseuniversum mit hoher Rotverschiebung mithilfe von Radioumfragen, aber Sie interpretieren falsch, was ich hier meine, da sich zuerst Sterne und Protogalaxien gebildet haben müssen - worüber ich hier nicht spreche.
Sie interpretieren meinen ersten Punkt auch falsch. Ich sage nicht, dass die Lichtgeschwindigkeit ein harter Grenzwert für das ist, was wir beobachten können. Ich sage jedoch, dass es eine gibt, da sich das Universum (auf nicht triviale Weise) ausdehnt und die Lichtgeschwindigkeit endlich ist grundlegende Grenze dafür, wie weit wir in die Vergangenheit sehen können. Mit anderen Worten, es hat mit der Lichtgeschwindigkeit zu tun. Ihre Definition des Teilchenhorizonts ist eine eher schlechte Antwort, da Sie ihn in keiner Weise verständlich machen.
Zum Schluss willkommen zum Austausch von Astronomie-Stapeln :) Dies verdient wahrscheinlich keinen gesonderten Kommentar, aber Sie können gerne strenge Definitionen des kosmologischen Horizonts und des Teilchenhorizonts (für diejenigen von uns, die sich darüber Sorgen machen) einfügen oder die Sprache in meinem klären obige Antwort.
#3
+1
Hobbes
2013-11-02 22:49:56 UTC
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In den letzten 150 Jahren hat sich die Teleskoptechnologie immens verbessert, sodass wir jetzt viel weiter sehen können als in der Vergangenheit. Hubbles 'Deep Field'-Bilder wären vor 30 Jahren nicht möglich gewesen und gehören zu den ersten, von denen ich weiß, dass sie Objekte in der Nähe des kosmologischen Horizonts zeigen.
Während der kosmologische Horizont mit der Zeit zunimmt, haben Objekte in der Nähe des Horizonts a große Rotverschiebung (Geschwindigkeit) von uns weg. Ich habe nicht die Daten, um dies zu beweisen, aber ich vermute, dass Objekte in der Nähe des kosmologischen Horizonts mit der Zeit hinter dem Horizont verschwinden würden.

Die Dinge würden tatsächlich immer röter werden, sodass Sie tatsächlich die Wellenlänge Ihrer Beobachtungen ändern müssten. Sie würden jedoch technisch nicht verschwinden.
Der kosmologische Horizont nimmt mit 1 Lichtjahr pro Jahr ab. Nach meinem Verständnis weisen weit entfernte Objekte Rotverschiebungen auf, die auf viel höhere Geschwindigkeiten hinweisen, sodass sie schließlich den kosmologischen Horizont überholen würden.
Die Erweiterung des Raums ist das andere, woran Sie denken müssen. Ja, wenn alle Dinge gleich sind, vergrößert sich unser Horizont um 1 Ly / Jahr, aber die Ausdehnung des Weltraums (die, wenn sie überall gleich ist wie hier), beträgt lokal 70 km / s / Mpc, und wenn Sie entfernte Objekte betrachten, sind sie es Ich bewege mich viel schneller als diese Zahl. Jede 'Zelle', die im Wesentlichen die Größe 1 Mpc hat, hat eine eigene lokale Version dieser Nummer und wird daher hinzugefügt. Lokal kann sich nichts schneller fortbewegen als c, aber das bedeutet nicht, dass die Koordinaten des Raums global dieser Regel entsprechen müssen. Aus diesem Grund wird der Horizont im Wesentlichen asymptotisch sein.
Ich sage, dass die Dinge, die Sie derzeit sehen, mit zunehmender Expansion immer röter werden. Im Moment ist die Erweiterung nicht größer als c (global oder lokal).
@astromax Tatsächlich tritt alles mit einer Rotverschiebung von $ \ gtrsim 1.4 $ schneller als Licht von uns zurück.
@Hobbes Ich denke, Sie müssen angeben, was Sie meinen, wenn Sie sagen, dass der kosmologische Horizont mit der Zeit zunimmt. Aber es ist wahr, dass Galaxien den Ereignishorizont überqueren. Ob sie "technisch" verschwinden, ist eine Frage der Definition. In unserem Ruhezustand werden sie nur ins Unendliche verschoben. Das bedeutet aber auch, dass es in ihrer Existenz eine Zeit gibt, ab der wir nichts mehr sehen können (daher der Begriff "Ereignishorizont"). Für mich ist das eine gute und nützliche Definition von "verschwinden".
#4
+1
Rory Alsop
2013-11-04 05:55:24 UTC
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In Bezug auf die Beobachtung entspricht die Entfernung dem Alter. Wenn sich unsere Technologie verbessert, sehen wir effektiv weiter in die Vergangenheit. Die tatsächliche Zunahme der für uns sichtbaren Entfernung ist viel größer als 150 Lichtjahre.

Wir können tatsächlich die Auswirkungen des Urknalls selbst in der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung des Universums erkennen, aber es bilden sich Sars und Galaxien viel später als 150 Jahre nach dem Knall (versuchen Sie es mit Millionen von Jahren :-)

Tatsächlich bildete sich die CMB rund 300.000 Jahre nach dem Urknall.


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