Почему вселенная расширяется.

[KosMo]

И да, сорри, что я быстро сразу не отвечаю на какие-то вопросы. Если что, то их можно и повторить, если считаете, что они важны и ответа на них не дано.

[dr_magneto]

Цитата: dr_magneto от 29 Ноя 2022 [19:18:54]
почему все элементарные частицы почти 14 млрд лет уменьшаются в размерах? на это что-то указывает?

Да. Собственно наблюдаемое расширение вселенной на это и указывает. Наблюдательный факт (и по красному смещению и по свечам сверхновых).

Соответственно

Никак не указывает. Где связь?

[аФон+]

Никак не указывает. Где связь?

Он, вероятно, имеет ввиду, что если линейки стали меньше, то старая длина волны видится более длинной

[KosMo]

Он, вероятно, имеет ввиду, что если линейки стали меньше, то старая длина волны видится более длинной

Да, верно. Квант остается такой длины, какой он был испущен. А линейки уменьшаются.
Но расширение подтверждено не только по красному смещению, но и по светимости сверхновых Iа.

Получается, что нам кажется (из своей системы наблюдения), что от нас все улетает (по закону Хаббла). Если во вселенной после БВ (не хочу спорить был он или не был и какой если был - это не важно) все образовавшееся вещество и частицы просто начали уменьшаться в размерах с некоторой скоростью (великое "таяние"), то мы и должны видеть вокруг себя разлетающуюся вселенную (потому что мы расстояние до других галактик измеряем своими уменьшающимися линейками).

Просто надо представить, что если лично Вы выпьете "зелье уменьшения" и начнете уменьшаться, то Вы увидите, что внешний мир для Вас лично начал то самое Хаббловское расширение.

Представьте есть пространство и по нему раскиданы наблюдатели. Трехмерная кубическая сетка и в узлах сидят наблюдатели в виде шариков, которые тоже это пространство и занимают. Вот что будет логичней и физичней:
1) Пространство вдруг начало расширяться между наблюдателями (увеличиваются размеры рёбер), а наблюдатели (узлы) в этом же самом пространстве не расширяются.
2) Просто все наблюдатели начали уменьшаться с какой-то скоростью, а с ребрами пространства ничего не происходит так как их материально не существует, а их длину измеряют уменьшающейся линейкой наблюдателя.

С точки зрения математики - вообще все равно хоть первое, хоть второе. Но поскольку мы и есть наблюдатель, то давайте считать, что мы не изменяемся. И мы построим правильную модель (лямбда-CDM) с кучей параметров и подгоним эти параметры под наблюдения и эксперименты.

Но с точки зрения физичности модели (для меня по крайней мере) более правдоподобным выглядит, что все частицы уменьшаются через "некоторое испарение" (и чем то фонят в пространство). В этом случае и получается, что плотность вещества в пространстве падает, а между узлами сетки копятся какие-то продукты "испарения" (ТЭ?, гравитация?, ...).

Математике все равно Солнце по небу "бегает" вокруг нас (можно построить мат модель как солнце будет летать по небу для нас), или "мы вокруг Солнца" или Солнце и Земля летают вокруг общего центра масс. Математика сможет правильно описать любую наблюдаемую модель. Вопрос в физике происходящего, а именно в причинно-следственных связях. Пространство расширяется или частицы (наблюдатели) уменьшаются. 

[аФон+]

Да, верно. Квант остается такой длины, какой он был испущен. А линейки уменьшаются.

Вам надо обобщить и на гравитацию, гравитационное красное смещение - это следствие расширения линеек, по мере падения на гравитирующее тело. Время естественным образом тоже замедляется, потому что любые часы можно представить, как оптическую линию эталонной длины, на которой единица времени, это акт хода света вперед-назад.

[KosMo]

Никак не указывает. Где связь?

Вот сидим мы с вами в домике на поляне в лесу и пьем чай. И я Вам говорю:
- "Послушайте дорогой мой, вот мне кажется, что мы (вместе с домиком) медленно уменьшаемся с какой-то скоростью".
Вы тогда и говорите:
- "Да вы что? Если бы это так было, то деревья на краю полянки должны были бы от нас удалятся, причем чем дальше дерево тем быстрей".
А я Вам отвечаю:
- "Так Вы газетъ не читаете? Тут ученый наш со второго этажа дома уже давеча в телескоп на лес смотрел и обнаружил, что деревья то от нас улетают и чем дальше дерево, тем быстрей, вот поэтому я и считаю, что домик наш уменьшается вместе с нами и нашим ученым со второго этажа."
Вы такие, подумав и отхлебнув чай:
- "И где связь? Где ваши доказательства?"
Я такой с паузой, в замешательстве:
- "Я, право, затрудняюсь предоставить вам доказательства и всецело признаю это. Это лишь мое предположение, и связь в том, что если бы это так было, то деревья бы разлетались. Вот ученый наш и говорит, что деревья то и разлетаются. А в своих формулах он пока считает, что наш домик не уменьшается, а говорит что это пространство в лесу увеличивается и он не видит того, что домик уменьшается. Но как он уменьшающийся смог бы увидеть, что домик со всеми нами уменьшается?. Вот он и видит пока только удаляющиеся от нас деревья в телескоп."

[kryptonik]

2) Просто все наблюдатели начали уменьшаться с какой-то скоростью, а с ребрами пространства ничего не происходит так как их материально не существует, а их длину измеряют уменьшающейся линейкой наблюдателя.

В этом рассуждении есть тонкость. Допустим, все тела во вселенной взяли и уменьшились вдвое за миллиард лет. Но уменьшение далеких галактик мы увидим через много миллиардов лет. Значит далекие галактики будут выглядеть более крупными по сравнению с окружающими. И среднее расстояния между галактиками вдалеке будет отличным от ближних. А вселенная вроде заполнена равномерно. Так что еще надо подумать является ли уменьшение размеров или уменьшение скорости света альтернативой разбегания галактик.

[KosMo]

Потому что любые часы можно представить, как оптическую линию эталонной длины, на которой единица времени, это акт хода света вперед-назад.

Боюсь вас огорчить, но нельзя пока из скорости света получить эталоны и метра и секунды. Это признано сообществом ученых. Нельзя через метр определить секунду, а через секунду метр.
Время по сути измеряется в штуках каких-то событий, которые считаются "равномерно повторяющимися". Ранее время было календарное и оно было не точное. Поэтому на сейчас международное бюро мер и весов определяет секунду как "9 192 631 770 периодов излучения, .... состояния атома цезия-133". Есть прибор который умеет это мерить, вот это и есть часы, которыми сейчас пользуются физики. Если все уменьшается, то и атом цезия-133 уменьшается и 1 секунда останется 9 192 631 770 периодов излучения.

На сейчас есть три базовых величины: Скорость света - это теперь точная константа и мерять её нет смылса, потому что по определению. Постоянная планка с 2019 года больше не уточняется, а является точной константой по определению, и возбуждения атома цезия-133. На скорости света и часах цезия-133 определяется 1 метр. А на постоянной планка определяется эталон 1кг на весах Киббла. (С 2019 год больше нет надобности хранить физический эталон кг в музее во Франции, только ради истории). Кстати, ученые не знают насколько изменился эталон в 1кг за 100 лет. Может быть его масса и поменялась, но просто мы эту гирьку называли 1кг и от неё считали постоянную планка и определяли энергию (джоули). Т.е. все производные величины измерений, где был 1кг, как бы хрен знает как изменились за 100 лет.

Я понимаю вы хотите померить сколько каких-то событий при движении света "ходов туда-сюда" случается за 1 секунду часов на атоме цезия-133. И сказать, что давайте вот эти "сколько-то там" событий назовем 1 секундой. Проблема только в том, что свет всегда двигается и посчитать в одной точке сколько он сделал "ходов туда-сюда" нельзя. Если мы сможем придумать прибор, который померяет в точке количество "ходов туда-сюда" и оно будет согласовано с колебаниями атома цезия-133 и !главное! при этом нам не надо будет использовать линейку. (обязательно нужен какой-то счетчик событий в основе которого нет измерений длины, времени, массы), тогда мы сможем переопределить понятие 1 секунда на основе каких-то колебательных процессов кванта света. Но насколько я знаю пока такого прибора нет.

[KosMo]

Значит далекие галактики будут выглядеть более крупными по сравнению с окружающими.

Так это известный факт. Угловой размер наблюдаемой галактики такой, какими он был при испускании света много млдр лет назад. Это даже учитывается в расчетах всяких яркостей событий в галактиках и т.п.

[kryptonik]

Речь идет не об угловом размере, а о физическом. Далекие галактики одного типа и на одной стадии развития будут крупнее.

[аФон+]

Я понимаю вы хотите померить сколько каких-то событий при движении света "ходов туда-сюда" случается за 1 секунду часов на атоме цезия-133

Да какая разница, берите атом цезия, он же у Вас расширится рядом с гравитирующим телом, вот время и замедлится

[KosMo]

Речь идет не об угловом размере, а о физическом. Далекие галактики одного типа и на одной стадии развития будут крупнее.

Речь как раз об угловом размере. Если вы знаете по красному смещению сколько времени до вас шел свет, то вы можете вычислить на каком расстоянии находилась галактика в момент когда свет был испущен. Вот ровно таким угловым размером вы её и увидите в телескоп. Что такое физически крупнее? Ну да они были больше и мы их видим в угловом размере крупнее, но количество частиц в среднем в одинаковых галактиках там будет примерно совпадать, число звезд будет то же, процессы в одинаковых галактиках одного типа будут идти одинаково. По каким критериям мы можем сказать что галактика больше или меньше, кроме как по её угловому размеру и красному смещению до нее. Они будут все одинаковые. Потому что мы возьмем размер калибровочной звезды (как наше Солнце) в другой галактике, а она тоже была в два раза больше и получим что размер галактики хоть рядом с нами хоть далеко от нас относительно звезд в этой галактике не изменился. Можно говорить физически больше, когда у Вас число звезд больше или свет от одного конца галактики к другому идет дольше.

А если вы скажете, что только в моих метрах была больше далекая галактика (мы ее видим из прошлого), то я Вам так и скажу, что да, она была больше. Поэтому мы её в угловых размерах и видим больше. Но в метрах той галактики (дальней) она ровно такого же размера, как и близкая.

[KosMo]

Речь идет не об угловом размере, а о физическом. Далекие галактики одного типа и на одной стадии развития будут крупнее.

Я может быть выше запутанно написал, но как мы можем из далека определить какой дом физически больше, а какой физически меньше. Мы можем разглядеть "калибровочного жителя" этого дома, и считать что его рост 175см (мы в реальности не знаем какой рост, если мы со своей линейкой до него добежим и измерим). Дом физически больше, если его размер в жителях этого дома больше. Если два дома в своих калибровочных жителях имеют один размер, то эти дома буду одинаковыми по размеру, в них поместится одинаковое количество жителей. 

[KosMo]

Я понимаю вы хотите померить сколько каких-то событий при движении света "ходов туда-сюда" случается за 1 секунду часов на атоме цезия-133

Да какая разница, берите атом цезия, он же у Вас расширится рядом с гравитирующим телом, вот время и замедлится

Гравитационное замедление времени и расширение вселенной по закону Хаббла это немного разное. А замахиваться на выведение единой теории всего я пока не хочу. То что часы над Землей идут быстрей, чем на Земле это проверенный и перепроверенный факт.

Вопрос в причинно-следственной связи. Расширение пространства это лишь математическое следствие того, что размер наблюдателя хотят оставить неизменным. Но в реальности уменьшаются наблюдатели вместе со своими часами, линейками и килограммами и всеми измерительными приборами, на основе которых вымеряют метр, секунду и килограмм. 

Я хотел чтоб кто-нибудь так с широкого плеча, сказал, что такая тема уже обсуждалась и была отвергнута, вот ссылка. Я давно слежу за космологией и астрофизикой за открытиями и т.п., но почему-то обсуждения этой темы не встречал. Принято говорить, что мы статичны, а пространство расширяется и все. Гипотеза, что это именно мы просто "сдуваемся" выглядит вполне логично с учетом того, что мы наблюдаем вокруг нас.

[kryptonik]

Я может быть выше запутанно написал, но как мы можем из далека определить какой дом физически больше, а какой физически меньше. Мы можем разглядеть "калибровочного жителя" этого дома, и считать что его рост 175см (мы в реальности не знаем какой рост, если мы со своей линейкой до него добежим и измерим). Дом физически больше, если его размер в жителях этого дома больше. Если два дома в своих калибровочных жителях имеют один размер, то эти дома буду одинаковыми по размеру, в них поместится одинаковое количество жителей. 

Тут еще надо разобраться, что как уменьшается. Линейные размеры, это одно, а масса другое. Как будут меняться размеры галактик будет зависеть от изменения массы. Все частицы самоизлучились понемногу, размеры их уменьшились, а масса? Если тоже, то галактики могут и рассыпаться.

[mbrane]

Он, вероятно, имеет ввиду, что если линейки стали меньше, то старая длина волны видится более длинной

а какой размер электрона сейчас?...

[mbrane]

Речь идет не об угловом размере, а о физическом. Далекие галактики одного типа и на одной стадии развития будут крупнее.

Не будут размер галактик грубо определяется массой и моментом.  Все явления протекают одинаково - так гласит пригцип относительности, и экспериментальных опровержений этому факту нет , посему и галактики с одинаковыми парметрами будут одинковых размеров в любую эпоху

[kryptonik]

Ну так и я про то же. Это фраза из дискуссии. А фокусы с уменьшением физических размеров эталона при отсутствии реального разбегания галактик, ведут к разным парадоксам и неувязкам.

[KosMo]

Тут еще надо разобраться, что как уменьшается. Линейные размеры, это одно, а масса другое. Как будут меняться размеры галактик будет зависеть от изменения массы. Все частицы самоизлучились понемногу, размеры их уменьшились, а масса? Если тоже, то галактики могут и рассыпаться.

Ну вот так и уменьшается. Размеры падают с какой-то скоростью. Число частиц сохраняется, их масса сохраняется, скорость света сохраняется, постоянная планка сохраняется, заряд сохраняется. Просто надо мыслить так, что это Вы уменьшаетесь с планетой (а не галактика перед вами уменьшается, а вы нет). Поэтому для Вас вопрос сохранения массы стоять не будет. Если у Вас будет канистра топлива, то Вы (как бы не уменьшились) на уменьшенной канистре сможете совершить работу, которая вашу уменьшенную эталонную гирю в 1кг поднимет на ту же уменьшенную высоту на вашей уменьшенной планете. Поэтому Вы не будете видеть изменения массы.

Вопрос про эволюцию галактики очень классный Спасибо. (Но уменьшение будет влиять так же как и расширение по Хабблу потому что масса та же, расстояние от центра масс галактики до звезд растет) Скорость на окраинах галактики звезд выше чем расчетная классическая и поэтому с помощью ТМ и закрывают эту проблему. Там без Хаббла проблем хватает

[KosMo]

Не будут размер галактик грубо определяется массой и моментом.  Все явления протекают одинаково - так гласит пригцип относительности, и экспериментальных опровержений этому факту нет , посему и галактики с одинаковыми парметрами будут одинковых размеров в любую эпоху

Полностью согласен. В любую эпоху галактики одного типа на одном этапе эволюции будут одинаковые по массам и размерам. Причем как для местного наблюдателя, так и для стороннего. А размер сторонний наблюдатель будет определять не по "своей линейке", а по "калибровочным размерам". Мы не можем со своей линейкой сбегать в другую галактику и померить там что-то приложив. Мы можем в другой галактике померять скорость вращения диска от нас и на нас, или взять стандартные калибровочные размеры. (Звезды, размер перемычки, размер ударных облаков при взрывах и т.п.).