Я разболелся и вчера не осилил очередную дверку в #adventOfUniverse. Так что сегодня будет две!
День 18: Вселенная расширяется быстрее скорости света
Вы наверняка слышали, что Вселенная расширяется. Наверняка вам даже показывали пример: мол если взять воздушный шарик, нарисовать на нем галактики и начать надувать, то это покажет наглядно расширение Вселенной. Мне всегда эта аналогия казалась проблематичной. Во-первых, она создает впечатление, что Вселенная расширяется в какое-то внешнее пространство большего измерения. Это не так. Никакого “внешнего” пространства, в которое “погружена” Вселенная, нет. Вселенная расширяется внутренне, сама по себе. Для этого не нужно иметь ничего внешнего. Равно как, кстати, и для наличия искривляения пространства—времени. Очень часто его показывают как шарик, лежащий на растянутой резине, так что он продавливает собой поверхность. Это создает впечатление, что пространство продавливается куда-то. Это не так, геометрия может меняться внутренне, без “выпячивания” во что-то внешнее.
Во-вторых, аналогия с шариком дает впечатление, что галактики тоже расширяются. Это не так. Любые гравитационно (и другими силами) связанные объекты не меняют размеров: атомы, люди, планеты, звезды, солнечные системы, галактики, кластеры галактик. Только расстояния между несвязанными объектами меняются. Новое пространство “возникает” между ними, расталкивая их друг от друга.
Как быстро это происходит? Допустим, мы изменяем расстояния в 2 раза в час (на самом деле, порядка 0.007% за миллион лет). 1км становится 2км: скорость 1км/ч; 10км — 20км: скорость 10км/ч; 1000000000км станут 2000000000км: скорость 1000000000км/ч — в 10 раз быстрее скорости света. Разве что-то может двигаться быстрее скорости света? Скорость света является ограничением для локального движения. Если само пространство меняется, меняются расстояния между объектами, и это может выглядеть как движение быстрее скорости света (помните, такой же эффект был в случае с frame dragging). Локально никакая галактика не летит быстрее скорости света и ничего не нарушено.
Кстати, вселенная не только расширяется, но и делает это с ускорением (спасибо темной энергии). Но про это как-нибудь в другой раз.