Уважаемые ученые форумчане! Объясните, пожалуйста, мне, дилетанту, вот какой вопрос, связанный со скоростью света:
Поскольку большинство астрофизиков придерживаются сейчас теории разбегающихся галактик, в которой утверждается, что чем дальше от нас находится объект, тем с большей скоростью от нас он убегает, то я (наверное наивно) предполагаю, что существуют такие объекты, которые удаляются от нас со скростью почти световой. Можем ли мы наблюдать (хотя бы теоретически) такие объекты? Что произойдет со светом, источник которого удаляется от нас со скоростью "С"? (я имею ввиду кроме красного смещения) То есть: может ли быть теоретическая граница наблюдаемой вселенной? Или излученный свет даже таких объектов все равно рано или поздно до нас дойдет?
Если бы всего лишь галактики разбегались, никаких сложностей не было бы. Берите формулы и считайте - всё тривиально. Фишка-то в том, что расширяется сама вселенная. Во всяком случае вопрос не в том имеет ли место расширение в действительности, а в том что используемый аппарат описывает такие возможности.
Идём далее. Что такое скорость? Не будем брать квантовую механику. Можете ответить?
Есть разные модели вселенной. Я где-то в инете видел статейку о сверхсветовом расширении. Вы также можете придумать свою модель и посчитать какие будут результаты.
Откуда берётся ограничение на скорость движения материального объекта? В 4-х мерном пространстве времени сохраняется следующий интеграл x^2+y^2+z^2-сt^2. Если эта величина меньше нуля такой интервал называется времениподобным. Это означает, что одно из событий разделённых таким интервалом было раньше, другое позже. Что такое движение? При движении объект сначала находится в одной точке, потом в другой. Значит "сначала" и "потом" разделены времениподобным интервалом. Значит x^2+y^2+z^2 < сt^2. Отсюда x^2+y^2+z^2 / t^2 < c^2. Здесь в отличие от интервала не разность, а частное, поэтому значения могут получаться разные. Но всегда есть ограничение константой "с". Однако так посто обстоят дела в декартовых, и псевдодекартовых системах координат. Если же пространство искривлено - дела хуже. В случае стабильной вселенной x^2+y^2+z^2 придётся заменить на более сложную (квадратическую) формулу. Но и это не беда покудова пространственные координаты и время можно распределить по разные стороны от знака "<", т.е. когда просто пространство криво. Но когда пространство искривляется во времени, или время в пространстве (это надо понимать так, что пространство изменяется со временем, или время "течёт с разной скоростью" в разных точках пространства"), ситуация изменится. Расширяющаяся вселенная - это пространство, изменяющееся со временем. Значит в метрическом тензоре обязаны появиться пространственно-временные элементы. Интервал будет представляться сложной квадратичной формулой. Причём
квадратичной по разнице координат и времени близких событий, но со сложной звисимостью от самих координат-времени. И такое простое соотношение, как в пространстве Минковского получить не удастся. Единственно, что можно сравнить - скорости движения объекта, и, например, света в непосредственной близости. Это определяется тем, что в бесконечно малой области можно перейти к псевдодекартовым координатам - ну а там всё ясно. Если же как у нас галактики разделены миллионами, или даже сотнями миллионов световых лет, то сравнить скорости не удастся. Если Вы представите модель вселенной в виде расширяющейся трёхмерной сферы, то увидите, что два объекта, расположенных в противоположных точках будут покоиться на ней, и одновременно удаляться друг от друга, возможно, со сверхсветовой скоростью. Также, неуверен, что имеет место в действительности, но в принципе возможен случай, когда звёзды на большом расстоянии удаляются не быстро, но свет от одной никогда не дойдёт до другой. Всё дело в том, какие точки пространства эквивалентны каким в следующий момент времени. Вы можете в поисках адекватной модели выбирать любую эквивалентность. Вот и попробуйте просчитать. Сложно, аж жуть.
