外行人的空间扩展


19

到目前为止,我已经了解到空间的扩展并不能理解为恒星在空间中进一步漂移。还有一些更基本的东西-例如,您不能简单地测量它的速度,也不能说出宇宙中心(膨胀的中点)在哪里。好吧,一些聪明的人让我知道了“简单,明显,整洁和错误”到“我不知道它是什么”的答案。

是否有一种资源/方法可以让外行人了解如何思考空间的扭曲(例如其扩展);正确地形象化和理解该概念,而没有错误的简化;在尝试深入研究物理的基础细节之前先了解它吗?


1
我看到了一个很好的示例,该示例显示了一个2D图纸,上面填充了在两个方向上均等的均匀点。当您将工作表排列在任何点上时,似乎所有的点都远离您选择的将它们排列的点。
克里斯夫·

...此外,如果所有事物(包括我们所有的测量设备)都以相同的速度膨胀,那么我们如何确定其膨胀的事实呢?:D
SF。

Answers:


18

基本上,如果放置两个粒子而彼此之间没有其他相互作用,则它们之间的距离将增加。

想象一下生活在被炸破的气球表面上。您的尺码保持不变,因为您或多或少都比较僵硬,但是未附加的物件将向远处移动。标尺是另一个刚体,其大小保持不变(尽管它可能会弯曲以适应新的曲率,但这并不重要)。但是两个标尺(彼此不相连)向远处移动。

在此处输入图片说明

...此外,如果所有事物(包括我们所有的测量设备)都以相同的速度膨胀,那么我们如何确定其膨胀的事实呢?:D

从一开始这似乎是对的,但是这里还有其他力量在起作用。我们的测量设备通过电磁相互作用保持在一起,并且它们的强度不会改变。因此,测量设备将自身保持在一起。

想象两个遥远的原子。当空间扩大时,两个原子之间的距离增加。但是,原子的大小1并非如此-这是由静电平衡(和量子力学考虑)决定的,并且仍然不受影响。即使原子被拉伸,它也会反弹。

这可以扩展到测量设备,因此它们也不会失真。确实,只有当您观察星系时,空间的膨胀才真正有意义-它们距离很远(当不在同一超级集群中时),并且它们之间没有任何相互作用来维持它们之间的平衡距离。

1.不论最接近的类似物,我们都必须“确定”原子的大小;例如,包含99%电荷密度的区域;或第n个玻尔半径。


Physics.SE上的相关答案,它也是您的 ;-)
华夫饼的《疯狂花生》

关于气球类比,我最不喜欢的是,它需要改变思维方式,观察3维物体在3维空间上的变化,但要讨论2维观察者会看到的东西
Jeremy,2014年

@Jeremy当然可以,但是很难解释度量标准是如何改变的,而且对于外行来说,气球的工作原理也很
不错

我不确定这样做是否正确,大多数外行都不习惯于思维中的拓扑变化,而是在3维中进行考虑。他们看到它被炸毁,一切都从气球中心移开。
杰里米

嗯 我将在稍后进行改进,但我并不是真的相信在不影响外行的前提下可以进行某些改进。
Manishearth 2014年

12

一个很好的类比表明扩展没有中心,这是一个覆盖有均匀点的2D图纸之一-代表位于中心的星系是我们:

在此处输入图片说明

随着宇宙的扩展,点(星系)彼此之间的距离越来越远:

在此处输入图片说明

现在,如果您叠加未来,并呈现排列在中央星系(我们)上的图像,您会看到所有其他星系似乎都离我们越来越远,并且距离越远,它们看起来越快退去:

在此处输入图片说明

但是,如果在图像中的任何其他星系上排列,您会看到所有其他星系似乎都在远离它们移动:

在此处输入图片说明

因为没有两个点可以成为宇宙的中心,所以我们只能得出结论,宇宙没有中心。

图片来源

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.