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.
Mit értesz "most" alatt? A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás forrásainak tekinthető elektromos töltések nagy része nem váltott át infravörös forrássá, amelyek meg igen, azok sugárzása jól megkülönböztethető a háttársugárzástól. A sugárforrás tehát nem lehűlt, hanem eltűnt, mivel a szabad töltések nagy része atomokba kötődött, azok meg már nem sugároznak. De nem is nyelnek el sugárzást, ezért lett átlátszó az univerzum - amikor kora nagyjából ezrede volt a mainak.
Az eddig mért legnagyobb z faktort a GN-z11 galaxis esetében mérték. Ez infravörös, a frekvencia tizede a látható fénynek.
Milliószám mérték a vöröseltolódást, adatbázisban elérhető.
Ha a lokális mozgások hatását (a sajátunkat is) leszámítjuk, az égbolt több tizedes jegyre homogén.
(kicsit alábecsülöd a kozmológia eredményeit, különösen ha azt veszem, hogy kb. egy 10-12 éves gyerek tudásanyagával és fizikai ismereteivel rendelkezel)
Látom nagyon szemmel tartasz, nem baj. Arra nem válaszoltál te sem, hogy a most éppen kialvóban lévő, (a távolodás miatt lekapcsolódó "lámpácskák") átváltanak e infravörös forrássá? Ha igen, ennek milyen az eloszlása?
"Ezek intenzitása legalább hat égtáj felé össze lett e már hasonlítva?"
Ezt már kérdezted korábban is, és meg is kaptad rá a választ.
De akkor elmondom újra én is.
Nem csak "hat égtáj" felé, hanem sokkal finomabb térszögfelbontásban, és nagyon finom hullámhosszfelbontásban kimérték, és csak 10-5 nagyságrendű relatív eltéréseket tapasztaltak.
Továbbmenve, ezeknek az apró eltéréseknek a mintázatából is több alapvető ismeretre tettünk szert, így például ebből tudható, hogy bár az égitestek okoznak kisebb-nagyobb helyi görbületeket, sőt olyan óriásiakat is, mint amilyeneket a szuper-masszív fekete lyukak, ám nagy léptékben az Univerzum tere mégis közel sík. A CMB apró foltosságának mintázata ma kb. 2% pontossággal igazolta ezt.
Köszi, közben kaptam kimerítő válaszokat, (azokat pihenem ki éppen).
Most már csak az a kérdésem, hogy a látóhatárunkon a látható vörösön túl jutott objektumok, (ha már minden fénnyé változó elektromágneses sugárzásuk is túl van ezen), infravörös sugárzási periódusba kerülnek e? Ezek intenzitása legalább hat égtáj felé össze lett e már hasonlítva?
Ebben a kérdésben én kissé bizonytalan vagyok. Azt gondolom, az univerzum eseményhorizontjának mérete (statikus univerzum esetében) az univerzum átlagos anyagsűrűségétől függ. Az univerzum tágulásának-zsugorodásának dinamikájának szintén vannak hatásai erre, de a kettő viszonyát nem tudnám meghatározni.
"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."
Nem állíthatjuk biztosan. Az illeszkedő tágulási modelltől függ. Ha pl. azóta állandóan gyorsult volna a tágulás, úgy, mint Italo Calvino Kozmikomédiájában, akkor igazad van. A másik szélső eset, hogy mindig lassul a tágulás - sőt akár összehúzódásba megy át - akkor ma látnánk minden korábbinál távolabb.
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?
