Kosmologisk horisont

maj 24, 2021
admin
Huvudartikel: Hubblevolym

Hubbleradie, Hubblesfär, Hubblevolym eller Hubblehorisont är en begreppslig horisont som definierar gränsen mellan partiklar som rör sig långsammare och snabbare än ljusets hastighet i förhållande till en observatör vid en given tidpunkt. Observera att detta inte innebär att partikeln är oobserverbar; ljuset från det förflutna når och kommer att fortsätta att nå observatören under en tid. Dessutom, och det är viktigare, kommer ljuset som sänds ut från Hubble-radien i de nuvarande expansionsmodellerna att nå oss inom en begränsad tid. Det är en vanlig missuppfattning att ljus från Hubble-radien aldrig kan nå oss. I modeller som utgår från att H minskar med tiden (vissa fall av Friedmanns universum), medan partiklar på Hubble-radien avlägsnar sig från oss med ljusets hastighet, blir Hubble-radien större med tiden, så ljus som sänds ut mot oss från en partikel på Hubble-radien kommer att hamna innanför Hubble-radien en tid senare. I sådana modeller är det endast ljus som sänds ut från den kosmiska händelsehorisonten eller längre bort som aldrig kommer att nå oss under en ändlig tid.

Hubblehastigheten för ett objekt ges av Hubbles lag,

v = x H {\displaystyle v=xH}

{\displaystyle v=xH}

.

Om man ersätter v {\displaystyle v}

v

med ljusets hastighet c {\displaystyle c}

c

och löser för det korrekta avståndet x {\textstyle x}

{\textstyle x}

får vi Hubblesfärens radie som r HS ( t ) = c H ( t ) {\displaystyle r_{\text{HS}}(t)={\frac {c}{H(t)}}}}

{\displaystyle r_{\text{HS}}(t)={\frac {c}{H(t)}}}

.

I ett ständigt accelererande universum, om två partiklar är separerade med ett avstånd som är större än Hubble-radien, kan de inte prata med varandra från och med nu (så som de är nu, inte så som de har varit i det förflutna), Men om de befinner sig utanför varandras partikelhorisont, kan de aldrig ha kommunicerat. Beroende på formen för universums expansion kan de kanske utbyta information i framtiden. Idag,

r HS ( t 0 ) = c H 0 {\displaystyle r_{\text{HS}}(t_{0})={\frac {c}{H_{0}}}}

{\displaystyle r_{\text{HS}}(t_{0})={\frac {c}{H_{0}}}}

,

med en Hubblehorisont på cirka 4,1 gigaparsec. Denna horisont är egentligen inte en fysisk storlek, men den används ofta som användbar längdskala eftersom de flesta fysiska storlekar inom kosmologin kan skrivas i termer av dessa faktorer.

Man kan också definiera en comoving Hubblehorisont genom att helt enkelt dividera Hubbleradien med skalfaktorn

r HS , c o m o v i n g ( t ) = c a ( t ) H ( t ) {\displaystyle r_{{{\text{HS}},\mathrm {comoving} }(t)={\frac {c}{a(t)H(t)}}}

{\displaystyle r_{{\text{HS}},\mathrm {comoving}} }(t)={\frac {c}{a(t)H(t)}}}

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.