Нет такого понятия, как абсолютное время, но после 13,8 миллиардов лет есть ли что-то относительно иное?
«Общее количество людей, понимающих относительное время, даже спустя восемьдесят лет после появления специальной теории относительности, все еще намного меньше, чем количество людей, верящих в гороскопы». - Юваль Нееман
Прошло 13,8 миллиарда лет с момента Большого взрыва, и мы смогли датировать его на основе множества доказательств. Но именно столько времени прошло для нас с момента Большого Взрыва; поскольку время относительно, что это значит для наблюдателей в других частях Вселенной? Изучив ваши вопросы и предложения, я выбрал этот от Рафаэля Бернала:
Если время относительно, существует ли абсолютное время, управляющее всей Вселенной? Когда мы говорим, что Вселенной 13,8 [миллиарда] лет, относится ли это время только к Земле или ко всей Вселенной?
Наша Земля существует в нашей галактике, и все, что мы в ней воспринимаем, имеет возраст тех самых 13,8 миллиардов лет. Ну, почти.
Видите ли, планеты, звезды и другие светящиеся точки, которые мы видим в ночном небе, не такого же возраста, как мы. Поскольку скорость света конечна, если мы посмотрим на звезду, находящуюся, скажем, в 100 световых годах от нас, мы увидим ее такой, какой она была 100 лет назад, а не такой, какой она является сегодня. Однако если вы сравните это с 13,8 миллиардами лет, - даже если вы проведете звезду через всю нашу галактику на расстоянии 100 000 световых лет, - эта разница незначительна. Разница между 13 800 000 000 и 13 799 900 000 лет вообще ничего не стоит.
Но если мы начнем смотреть на другие галактики - на очень далекие галактики, эта история начнет меняться.
Каждая «точка» на изображении выше сама по себе является галактикой. Зеленая нить, которую вы видите, представляет собой особенность, известную как Великая стена Слоана, и расположена примерно в миллиарде световых лет от Земли. Галактикам, которые мы видим в этой структуре, всего около 12,8 миллиардов лет, а самые далекие галактики, видимые на изображении выше, еще моложе.
На самом деле, по мере того, как мы смотрим все дальше и дальше, мы находим галактики, которые восходят к тому времени, когда Вселенной было менее одного миллиарда лет, и она составляла всего несколько процентов от ее нынешнего возраст.
Если бы наши телескопы (и наша светосила) были достаточно хороши, мы могли бы видеть отдельные звезды с очень небольшим количеством тяжелых элементов, а также с более чем 99% атомов в них. время все еще были первозданный водород и гелий, образовавшиеся в результате Большого взрыва. Почти не было бы углерода, кислорода, кремния, фосфора, железа и многого другого, для производства которых требуются звезды.
Из-за этого в этих местах практически не было бы каменистых планет, органических молекул и шансов на жизнь. Когда мы видим эти галактики в их раннем первозданном виде, мы буквально оглядываемся назад во времени.
Но это очень важный момент! Мы не смотрим на эти галактики в том виде, в каком они существуют сегодня, а скорее, это наша точка зрения: это мы оглядываемся назад во времени!
Для кого-то на далекой звезде, в далекой галактике или в десятках миллиардов световых лет по всей Вселенной мы были бы теми, кто казался в прошлом. Для человека, находящегося на расстоянии 100 световых лет, на Земле никогда не было бы признаков ядерной бомбы; мы бы никогда не изобрели компьютер; никакие телевизионные передачи никогда бы не транслировались; даже усилительные вакуумные лампы еще не были бы изобретены. Кому-то в галактике, удаленной на миллиард световых лет, наше Солнце показалось бы моложе и тусклее, на Земле была бы только одноклеточная жизнь, без каких-либо заметных растений или животных, а континенты наших планет были бы в основном бесплодными, покрытыми только лед и грязь.
И что самое страшное, для того, кто наблюдает за тем, что станет нами, из самых далеких, видимых галактик, наша Земля и Солнце не только еще не существовали бы, но, скорее всего, не существовало бы и Млечного Пути. Скорее, мы были бы серией небольших газовых облаков и протогалактик, которым еще предстоит слиться в спиральную структуру, которая сформирует наш дом. Существовали бы только самые старые, самые древние шаровые скопления найденные сейчас в гало нашей галактики , и они были бы богаты горячими молодыми голубыми звездами, которых уже давно нет уже миллиарды лет.
Любой из этих наблюдателей, будь то на другой звезде, в другой галактике или по всей Вселенной, увидит очень похожую на нашу Вселенную:
- Вселенная, которой сегодня 13,8 миллиарда лет.
- Вселенная, куда бы они ни посмотрели, кажется, что они видят что-то далекое в прошлом.
- Вселенная, в которой космическое микроволновое излучение сегодня остыло до 2,725 К.
- Вселенная, в которой великая космическая паутина кажется неотличимой от той космической паутины, которую мы видим.
- И Вселенной, где, если бы они оглянулись на нас, то увидели бы нас точно так же давно, как мы видим их.
Учитывая все это, не кажется ли вам, что существует какое-то абсолютное время?
Может показаться, что это не совсем так! Что оказывается правдой, так это то, что Большой взрыв произошел повсюду в космосе 13,8 миллиарда лет назад, и это верно, если смотреть со стороны всех галактик. Но что, если бы существовали галактики, которые не двигались бы со скоростью сотни или тысячи километров в секунду относительно остальной системы космического микроволнового фона, а двигались бы со скоростью сотни тысяч км/с или очень близко к ней? скорость света?
Так же, как время течет по-разному для чего-то, движущегося со скоростью, близкой к скорости света на Земле - частицы, поезда или человека - если бы у нас была планета, звезда или галактика, которая двигалась бы со скоростью близкой к скорости света света, и была бы в течение долгого времени, она была бы значительно моложе, чем остальная часть Вселенной!
Представьте себе следующий сценарий: когда Вселенной был всего миллиард лет, галактика - благодаря повторяющимся гравитационным взаимодействиям - ускорилась до 99% скорости света. За 12,8 миллиардов лет, прошедших для нас с того времени, для той счастливой (или невезучей) галактики прошло всего 1,8 миллиарда лет. По сравнению с галактиками, подобными нашей, она будет казаться меньше, моложе, голубее и «чахлее» в своем росте.
Таким образом, Вселенная должна казаться одинаковой почти для всех наблюдателей в любом месте, с одинаковым количеством времени, прошедшим и имеющим одинаковые крупномасштабные свойства почти везде. Но для нескольких избранных наблюдателей - «тех, кто провел значительное время в движении со скоростью, близкой к скорости света относительно системы покоя реликтового излучения», - Вселенная будет довольно странной. Как только они замедлятся относительно реликтового излучения и остановятся, они окажутся молодыми в странно старой Вселенной.
Тот факт, что со времени Большого Взрыва прошло 13,8 миллиардов лет, является фактом, применимым ко всем и каждому в пределах нашей наблюдаемой Вселенной, но если вы были (или близки) к скорости света, вы может ужасно неохотно в это верить!
Есть вопрос или предложение для Ask Ethan? Отправьте его сюда на рассмотрение.
Оставляйте свои комментарии на нашем форуме и поддержите Starts With A Bang на Patreon!