A világűr nem üres kutatási adatok szerint 1 köbcm, világűr átlag öt részecskét tartalmaz, ezt 1köbmm-es cső formájú tér gyanánt vizsgálva 1m. hosszú térrészben öt részecskét találunk. Vizsgáljunk most részecske átmérőjű világűr teret fényévnyi hosszban, tegyük fel, ha ebbe egy részecske esik, (most nem akarok nagy számokkal bíbelődni) akkor 12 milliárd fényévnyi hosszú térrészbe a valószínűség szabályai szerint 12 részecskét találunk. Ennyi részecskén küzdi át magát az a foton amelyik ilyen messziről érkezik hozzánk. A felkelő és a lenyugvó napból szemünkbe érkező fény valószínűleg ugyan ennyi részecskén verekedte át magát, mivel a sűrű légrétegen ferdén jutott el hozzánk.
Valóban emlegettem a horizont fogalmát, és persze nem alaptalanul, hiszen minden határ valamely észlelésünk számára nevezhető horizontnak, látóhatárnak. Ebből persze az is következik, hogy sokféle horizont fogalom létezik, és zavart okoz, ha ezeket keverjük.
Ezért tisztázzuk, miről is beszélünk.
Esemény horizont. Olyan határfelület, ahol az általános relativitás elmélete szerint nem terjedhet fénysebességű, vagy annál kisebb sebességű hatás a felület egyik irányába a téridő hatalmas görbülete miatt. Megkülönböztetjük a fekete lyukak eseményhorizontját, amelyek egy szingularitás körül vannak, és az univerzum eseményhorizontját, amely a végtelent zárják el előlünk.
Említettem, hogy az ősplazma a téridő tágulása miatti kihűlésével a hidrogén atomossá, és így átlátszóvá vált, így az ősplazma hősugárzása a továbbiakban akadálytalanul terjedhetett, és ez a sugárzás a téridő tágulásával mára jóval hidegebb (2,7 K) fekete test sugárzásává szelídült. Tehát ez a sugárzás az ősplazma látványa, amely szintén egy láthatár, egy horizont, mivel nem láthatjuk, mi volt a plazma belsejében, vagy azon túl. Természetesen ez nem eseményhorizont, hanem nevezzük úgy, "ősplazma horizont".
Jogos kérdés az, hogy amikor átlátszóvá vált az univerzum, mekkora volt az "univerzum eseményhorizontja" valamely hidrogén atom számára. Azt bizonyosan állíthatjuk, hogy elegendően nagy ahhoz, hogy a jelenleginél sokkal több anyagi részecske férjen a látható univerzumba, mint ma, hiszen az univerzum tágulásával a látható univerzumba foglalt anyagmennyiség csökken. Ezzel szemben az ősplazma horizont mérete nulláról indult, és rohamosan tágult, és egyre több anyag válik láthatóvá az átlátszóság terjedésével.
A két horizont (az univerzum eseményhorizontja, és az ősplazma horizontja) ellentétes irányban terjed, és valahol metszi is egymást. Ekkortól már láthatatlanná válik az éppen átlátszóvá váló plazma horizontja, és csak ennél fiatalabb univerzum állapotok maradnak az univerzum horizontján belül. Sajnos nem tudom kiszámolni, hogy a két horizont találkozása mikor következett be, vagy mikor fog bekövetkezni, de úgy sejtem, ez kiszámítható.
"az objektumok színe tehát a távolságuk növekedése folytán egyre vörösebbé válik."
Akkor miért kékek a távoli hegyek?
Ne zavard össze! Épp az a problémája, hogy a fény (és kizárólag csak a látható fényben gondolkodik!) és az anyag kölcsönhatását akarja ráerőszakolni a kozmológiai vöröseltolódásra. Semmi köze a kettőnek egymáshoz, pont úgy, ahogy a távoli hegyek fényszóródásból eredő elszíneződésének sincs semmi köze a doppler-effektusból eredő általános hullámhossz-eltolódásokhoz.
"Valahogy matematikailag kimutatható, hogy a Galaxisok közti gravitáció már annyira gyönge, hogy a térfelfújódás itt már konkrétan megnyilvánulhat és ez a gyenge gravitáció már nem képes visszarántani a galaxisokat??"
Ott a pont!
Az általános relativitáselméletből levezetett tér-növekedés mindenhol ugyanakkora. Ez alapján a tér-növekedés hatása a távolság függvényében lineáris. (Kétszer akkora távolságon kétszer annyi a növekedés, stb.)
A gravitációs vonzás ezzel szemben a távolság négyzetével fordítottan arányos, még az áltrelben is.
Azaz, míg a tágulás hatása a távolság növekedésével monoton növekszik, a gravitációs vonzás hatása a távolság növekedésével meredeken csökken (1/x2 függvény!!). Ha mindkét hatást egy diagramon ábrázolod a távolság függvényében, láthatod, hogy lesz egy távolság, ahol a vízszintes R-tengelytől emelkedő egyenese a tágulásnak metszi az R-tengelyhez hozzásimuló görbéjét a gravitációs vonzásnak. Na, ezen a távolságon túl már a tágulás hatása legyőzi a gravitációs vonzást.
"13 milliárd éve nem volt még készen a most látható fényforrás, hiszen a BUMM csak 0,8 milliárd éve kezdődött, akkor most miről vitatkozunk?"
Az a kérdésem, hogy időközben világossá vált-e számodra, hogy "most miről vitatkozunk", vagy továbbra is szívesen fogadod segítő és építő kommentjeinket.
"Egy 1m sugarú gömb sugara a jelenlegi tágulás ütemét figyelembe véve kb: 7,3633*10-11 m/év nagyságrendjébe esik."
Ennek alapján tehát, a Nap - Proxima Centauri távolság, azaz 4,22 fényév, azaz 4,22x9,46x1015 métert ha beszorzom az általad felírt 7,3633*10-11 m/év -el, akkor kb. 294 kilométert kapok egy évre. Ennyivel növekedne meg a Nap-Proxima távolság, ha nem lenne gravitáció. De ez a gravitációs dolog nekem egy kicsit furcsa. ugyanis mindenhol van gravitáció. Nemcsak a csillagok keringenek a Galaxisok középpontja körül, hanem a Galaxisok is vonzzák egymást. Valahogy matematikailag kimutatható, hogy a Galaxisok közti gravitáció már annyira gyönge, hogy a térfelfújódás itt már konkrétan megnyilvánulhat és ez a gyenge gravitáció már nem képes visszarántani a galaxisokat??
Nem tudom, miért beszélsz itt látható fényről? Az Univerzum nem csak a látható fény, hanem bármilyen elektromágneses sugárzás számára a Nagy Bumm utáni 380000-ik év körül vált átlátszóvá.
Másrészt kicsit megtévesztő ezt horizontnak nevezni (ahogy valaki itt elkezdte), mert a kozmológiai horizont (vagy részecskehorizont) igazából nem az átlátszósággal kapcsolatos. Hanem azok a pontok képezik körülöttünk, amelyekről egyáltalán bármi hatás elérhet hozzánk az Univerzum kezdetétől az aktuális pillanatig eltelt idő alatt, tekintetbe véve a kölcsönhatások véges terjedési sebességét.
Azokban az időszakokban, amikor az Univerzum gyorsulva tágul ( például az infláció, és a jelenkori gyorsulás), valóban olyan objektumok is kívülre kerülnek az aktuális kozmológiai horizontunkon, amelyek előtte belül voltak. Történik ez annak ellenére, hogy a horizontunk sugara az Univerzum korával arányosan tágul. Na de gyorsuláskor két pont távolsága meg éppen nem arányosan nő az idővel, egyre meredekebben, s így előbb-utóbb legyőzi a horizont sugarát. Ahogy pedig gyorsul a tágulás, ez egyre több ponttal megtörténik, bármilyen közel is voltak hozzánk kezdetben.
A lassuló tágulás időszakaiban pedig fordítva, egyre távolibb objektumok is az épp aktuális horizontunkon belülre kerülnek
Hangsúlyozom, hogy nem változik, csak változna, ha nem tartoznánk ugyanabba a galaxisba, ami gravitációsan összeköt bennünket.
A skálafüggvény mostanában megy át az a(t)=a0t2/3 alakú hatványfüggvényből (ami a tömeges anyag dominálta korszakra jellemző lassuló tendenciát mutatja) egy exponenciális jellegű gyorsuló tágulásba. De a 100 millió év kozmológiailag nem nagy idő, ekkora szakaszra ezt az átmenetet durván közelíthetjük egy egyenessel. Az egyenest jellemző Hubble paraméter évenkénti 10-10 értékéből, 100millió évre 10-2 lesz, más szóval a Nap-Alfa Centauri távolság 1%-a.
Egy 1m sugarú gömb sugara a jelenlegi tágulás ütemét figyelembe véve kb: 7,3633*10-11 m/év nagyságrendjébe esik. Ez 73,633 pikométer évente. Nem igazán jól érzékelhető emberi léptékek esetén. Ráadásul a gravitációsan kötött rendszerekben ezt a tágulási ütemet simán kompenzálja a gravitációs erő, sok fényévnyi távolságban is.
"Mondjuk 1 millió év alatt, a Nap-Föld távolság mennyivel nagyobbodik?"
Semennyit!
A gravitációsan egymáshoz kötött rendszerekre nem hat a tér tágulása. A napjaik körül keringő bolygók, meg a galaxisok központi masszív fekete lyuka körül keringő csillagok általában még közelednek is a keringési centrumhoz (mivel a kozmikus porral és törmelékkel való ütközéseik során veszítenek mozgási energiájukból).
És nem távolodnak egymástól az anyagi kölcsönhatásokkal egymáshoz kötött objektumok se. Az Univerzum tágulásától nem nő a Föld átmérője, nem növekszik New York területe, nem nyúlik a Golden Gate, a platina-iridium ötvözetből készült párizsi méterrúd, az asztalom, nem növekszenek a kristályrácsok, az atomok és az atommagok se.
Az olyan kölcsönhatásban nem álló és gravitációsan is független objektumok egymáshoz képest mutatkozó távolodását nevezzük a tér tágulásának, mint a galaxisok és galaxishalmazok. Mert a mérések szerint ezek távolodási sebessége épp a közöttük lévő távolsággal arányos.
A tér felfúvódását pedig inkább csak arra a fajta tértágulásra értik, ami gyorsul. Így a Nagy Bumm után kb. 10-33 szekundummal kezdődő extrém módon gyorsuló inflációra, és a kb. 6-7 milliárd évvel később kezdődött, jelenleg is tartó egyelőre csak enyhén gyorsuló korszakra, aminek magyarázatára tételezik fel egy sötét energiának nevezett skalármező létét.
"Mondjuk 1 millió év alatt, a Nap-Föld távolság mennyivel nagyobbodik?"
Semennyivel.
Jelenleg már nagyon gyenge hatásról van szó, amit gyakorlatilag minden más effektus felülmúl nullától 10-20 millió fényévig terjedő távolságokon. A Föld-Nap viszonylatában például a gravitációs vonzás több nagyságrenddel nagyobb, mint a tér tágulása, így pedig fix* távolságban tartja a két objektumot.
Képzelj el egy gumiszalagon két, rágóikkal összekapaszkodott hangyát! Ha elkezded nyújtani a gumiszalagot, nem fogod az összekapaszkodott hangyákat szétszakítani, hiszen azok erősebben kötik egymást, és még pluszban egy-egy lépést is tehetnek a szalagon, hogy a távolságuk állandó maradjon.
(* A "fix távolság" csak egy egyszerűsítés, ugyanis a Föld keringése során folyamatosan energiát veszít a kisugárzott gravitációs hullámokkal, így ha más perturbáció nem lenne, akkor irgalmatlan idők alatt éppenhogy belespirálozna a Napba.)
Érdekelne, hogy konkrétan mit is jelent a tér felfújódása (minek következtében a galaxisok egymástól távolodnak). Mondjuk 1 millió év alatt, a Nap-Föld távolság mennyivel nagyobbodik?
Az irányfüggetlenségről az előbb (és már sokszor) megkaptad a választ. Az időfüggés pedig emberi időléptékekben nagyon csekélyre várható. A Hubble paraméter mért jelenkori értékéből számolva, az évente várható relatív hullámhosszabbodás kb. 10-10. Ami ugye százmilliomod százalék. Igen sokáig kellene várni, míg ez kimutatható mértékre halmozódna.
"Azért volna fontos a többirányú összehasonlító vizsgálatok elvégzése, hogy az esetleg kimutatható változás minden irányban azonos, vagy legalább hasonló ütemű,"
Ez már réges-rég megtörtént. COBE misszió, 1992, a mikrohullámú háttérsugárzás több tizedesjegyig ugyanakkora az égbolt minden irányában, ergo az univerzum tágulásában semmiféle anizotrópia nincs.
Még Nobel-díjat is kaptak a vezető kutatók az eredményre.
Azért volna fontos a többirányú összehasonlító vizsgálatok elvégzése, hogy az esetleg kimutatható változás minden irányban azonos, vagy legalább hasonló ütemű, illetőleg jellegűek e. mert ha észlelhető valami elváltozás pár irányba, de akad tartósan változatlan zóna akkor volna korrekcióra használható hívatkozási alap. Persze, drága vizsgálati program lenne, nincs rá se motivációs, se anyagi alap.-:)
Azt mondják, az univerzum tágulása folytán (ha ez vég nélküli folyamat) az objektumok, és így a mikrohullámú horizont is távolabbra kerül, és vörösebbe tolódik, illetve egyre kevésbé befolyásolják egymást, vagyis a galaxisok elszakadnak egymástól, és kihűl az univerzum. Ez azonban annyi időt vesz igénybe, hogy jelenleg nem tudjuk kimérni ezt a változást semmilyen műszerrel. A mérhető vöröseltolódások, és becsült távolságok eloszlásának vizsgálatából némelyek arra következtetnek, hogy a tágulás üteme gyorsul, de tudtommal ez még nem teljesen elfogadott elmélet.
Nem tudok iskoláról a Labanc utcában, de amúgy is Zuglóból származom.
A mikrohullámú háttérsugárzás forrása egyben az univerzum látóhatárát is jelenti mind térben, mind időben. Amikor a hidrogén atomossá vált, akkor lett átlátszó az univerzum, mivel a plazma nem átlátszó. Ekkor még nem voltak csillagok, és a háttérsugárzás sem mutat atomos jelleget, csupán hősugárzást. Minden égitest sugárzása ettől közelebbi, illetve későbbi. A plazmaállapotról, és előtti időkből, illetve ezen túli távolságokból nincsenek észleléseink, csak elméleteink.
Volt egy osztálytársam aki Budaörsről a Bp. XII. ker. Labanc utcai Általános Iskolába járt, alit úgy hívtak mint téged, nem te voltál?
Visszatérve a témához, az objektumok színe tehát a távolságuk növekedése folytán egyre vörösebbé válik. A fénylő pontok tehát, színskála még látható tartományából az infravörös tartományba tartván, végül teljesen a láthatatlan messzeségbe ének. Ez így rendben is lenne, de nem értesültünk pontszerű infravörös fényforrásokról, csak homályos, nagyobb foltokban mutatkozó háttér sugárzásról. A látványban tehát rövidebb hullámtartományból fokozatosan a vörös majd a már nem is látható infravörös tartományban észlelhető objektumoknak kell lenniük.
Érdekes lehetne hat égtájban, kitüntetett területek rendszeres megfigyeléseit időről időre összevetni, kiszámítható idő elteltét követően, valamilyen jellegzetes változásoknak minden területen mutatkozniuk kellene a tágulás megdönthetetlen bizonyítékául.
ugyanis meggyőződésem szerint a színkép vonal elmozdulásnak lehet más magyarázata, mint a távoli objektumok nagy sebességű tovasuhanása.
Valóban. Ugyanis a távoli fénylő objektumok távolodnak tőlünk nagy sebességgel, még ha távolabbra is kerülnek tőlünk. Azok nyugalomban vannak, nem hat rájuk semmilyen gyorsító erő, ami a fényük vöröseltolódását megmagyarázná. Ezzel szemben maga a tér tágul. És nem csupán a távoli objektum helyén tágul, hanem mindenhol az univerzumban, így itt a saját csillagrendszerünkben is. Ezért lehet közel arányos a vöröseltolódás mértéke a tőlünk való távolsággal.
Ettől persze az is igaz, hogy a távolodó fényforrások fénye Doppler-eltolódást szenved. Ez már a relativitás elmélet megszületése előtt is nyilvánvalóvá, és bizonyossággá vált (Doppler, Fizeau). Ez a fény hullámszerű terjedéséből, és egyszerű geometriai megfontolásokból adódik. Ezért a csillagrendszerek, galaxisok lokális mozgásai módosítják, és bizonytalanná teszik a kozmikus vöröseltolódás méréseit.
A Nagy Bumm elnevezés félrevezető lehet, mivel a szokásos robbanás erőhatásokat feltételez, ami a tér tágulása esetében értelmezhetetlen. De a téridőre mégis hatással van a benne levő energia, csak egészen másképpen, mint ahogyan az anyagi részecskék hatnak egymásra. Az általános relativitás elmélet tárgyalja ennek részleteit.
Köszönöm a segítségedet, közben Elminster Amurál átvette a kioktató szerepet, (utóbb már egész kedves hangon). Valóban elhanyagoltam úgy 10-15 éve az asztronómi a tanulmányozását, már akkoriban vitattam a Nagy Bummot, így aztán (elmélyültem az asztrológiában).
Úgy, hogy most Elminster Amurál beidézett anyagin rágódom.
Elismerem, ez a téma nem ide való, nem írok többet ide ebben a témában. Akiknek most nem válaszolok, megtalálnak a Cáfoljuk a relativitáselméletet topikban: link.
Az illető ontopik. Most éppen azt "bizonyítja", hogy a mozdonyok közötti távolságnak is csökkennie kell. Azaz mindennek. Tehát nem volt ősrobbanás, hiszen akkor tágulnunk kéne. :o)
