Orizont cosmologic
În cosmologia cu orizont cosmologic , este definită limita de observabilitate a universului de către un observator terestru ipotetic cauzată de efecte cosmologice.
Existența, proprietățile și semnificația orizontului cosmologic sunt direct legate de modelul cosmologic luat în considerare. În orice caz, trebuie remarcat faptul că orizontul cosmologic nu este limita reală a universului, ci doar o limită de observație. [3] Luați în considerare o comparație cu cea a unui observator care este incapabil să perceapă vizual limitele oceanului pe care îl traversează: în mod similar pentru observatorul terestru este posibil să se vadă doar lumina care provine din zonele de spațiu plasate în interiorul cosmologic. orizont. Cu toate acestea, diferența constă în faptul că orizontul cosmologic este un concept dinamic, deoarece lumina „nouă” ajunge la noi în fiecare moment care lărgește orizontul în sine.
Uneori, orizontul cosmologic este denumit univers observabil , dorind să sublinieze că cel vizibil este un univers decisiv mai mic (de mai multe ordine de mărime) decât universul care există dincolo de limitele observației percepute. dând un exemplu concret de această magnitudine: dacă întregul orizont cosmologic ar fi cuprins într-o sferă cu diametrul unei monede și dacă teoria inflaționistă ar fi corectă, universul aflat dincolo de acest orizont ar fi la fel de mare ca întregul glob. [ fără sursă ]
Considerații teoretice
Pornind de la considerația că viteza luminii are o valoare finită, cea care ajunge la noi din obiecte foarte îndepărtate le arată cum erau atunci când lumina a început. De exemplu, acum observăm galaxia Andromeda , care se află la două milioane de ani lumină distanță , așa cum a apărut acum două milioane de ani. Dacă credeți că, cu instrumentele pe care le avem la dispoziție, în zilele noastre putem observa obiecte din ceruri adânci, cum ar fi galaxii , grupuri globulare și quasare la 13 miliarde de ani lumină distanță, este ca și cum am vedea universul când era foarte tânăr.
Conform legii lui Hubble , [4] se știe că cu cât o galaxie este mai îndepărtată, cu atât este mai mare viteza cu care se îndepărtează (adică are o deplasare la roșu mare ). Dacă privim un obiect aflat la zece miliarde de ani lumină distanță și vrem să-l vedem așa cum era acum 5 miliarde de ani, va trebui să așteptăm încă 5 miliarde de ani; prin urmare, putem afirma că există zone de spațiu-timp , în fiecare moment, la care nu putem avea acces; pe de altă parte, o parte din trecutul nostru nu este accesibilă observatorilor din alte galaxii. Prin urmare, orizontul nostru cosmologic, adică acea secțiune de spațiu-timp accesibilă pentru noi, este definită numai pentru un moment dat și numai pentru o condiție de observare dată; ceea ce rămâne în afara acesteia ne este exclus, mai ales pentru observarea vizuală.
Se poate spune că două obiecte, într-un spațiu, sunt în contact cauzal dacă există posibilitatea de a comunica prin intermediul unui semnal și, prin urmare, de a provoca o reacție din partea obiectului care primește semnalul în sine. Deoarece semnalul se deplasează cu o viteză finită, efectul va fi resimțit numai după un anumit timp. Există un grad considerabil de omogenitate și izotropie chiar și în regiuni foarte îndepărtate ale universului, atât de mult încât fiecare se află în afara orizontului cauzal al celuilalt; la scurt timp după introducerea teoriei Big Bang , a apărut imediat problematică pentru cosmologi să explice cum a fost posibil schimbul de informații care a permis acestor regiuni să-și asume aceleași proprietăți, dacă distanțele erau mai mari decât cele pe care le-ar putea parcurge semnalele începutul până astăzi.
Pentru a rezolva această problemă, în 1979, Alan Guth a propus o modificare a modelului Big Bang , propunând așa-numitul model inflaționist , [5] [6] conform căruia chiar în primele momente după Big Bang (mai precis) secunde mai târziu) universul a suferit o expansiune foarte rapidă numită inflație care în interior secunde l-au făcut să crească dimensiunea cu un factor ; ulterior totul ar fi continuat conform teoriei clasice a Big Bangului.
Înainte de faza de inflație, universul era atât de mic încât galaxiile erau în contact cauză-efect și, astfel, problema orizontului avea să fie rezolvată. Potrivit lui Guth, ceea ce a produs inflația se regăsește în unificarea celor patru interacțiuni fundamentale : forța gravitațională , electromagnetică , nucleară slabă și nucleară puternică ; aceste forțe nu ar fi altceva decât manifestări diferite ale unei singure interacțiuni fundamentale. În primele momente ale vieții universului, datorită temperaturii extrem de ridicate, acestea au fost unificate și abia mai târziu, datorită expansiunii și răcirii, s-ar diversifica.
Notă
- ^ Observații de șapte ani Wilson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observații: Hărți Sky, erori sistematice și rezultate de bază (PDF) pe lambda.gsfc.nasa.gov, nasa.gov. Accesat 02 decembrie 2010.
- ^ Brian Abbott, Microwave (WMAP) All-Sky Survey , haydenplanetarium.org , Hayden Planetarium, 30 mai 2007. Accesat la 13 ianuarie 2008 .
- ^ Tamara M. Davis, Charles H. Lineweaver, Extinderea confuziei: concepții greșite comune despre orizonturile cosmologice și expansiunea superluminală a universului , în Publicații ale Societății Astronomice din Australia , vol. 21, n. 1, 2004, p. 97, Bibcode : 2004PASA ... 21 ... 97D , DOI : 10.1071 / AS03040 , arXiv : astro-ph / 0310808 .
- ^ Hubble, Edwin, " O relație între distanță și viteza radială printre nebuloasele extra-galactice " (1929), Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Volume 15 , 15 March, 1929: Issue 3, pp. 168-173, comunicat la 17 ianuarie 1929 ( Articol complet , PDF)
- ^ Alan H. Guth, Universul inflaționist , Reading, Massachusetts, Perseus Books, 1997, ISBN 0-201-14942-7 .
- ^ Seminar SLAC , "10-35 secunde după Big Bang", 23 ianuarie 1980. vezi Guth (1997), pg 186
Bibliografie
- Gott, III, JR și colab., A Map of the Universe , în The Astrophysical Journal , vol. 624, n. 2, mai 2005, pp. 463–484, Bibcode : 2005ApJ ... 624..463G , DOI : 10.1086 / 428890 , arXiv : astro-ph / 0310571 .
- F. Sylos Labini, M. Montuori și L. Pietronero, Scala-invarianță a grupării de galaxii , în Physics Reports , vol. 293, nr. 1, 1998, pp. 61–226, Bibcode : 1998PhR ... 293 ... 61S , DOI : 10.1016 / S0370-1573 (97) 00044-6 , arXiv : astro-ph / 9711073 .
