Недавно один из подписчиков задал мне следующий вопрос:
Фотоны после Большого Взрыва растянулись до 3К. А что произошло с метровой платиноиридиевой линейкой? Если что-то произошло, то как измерять расстояния? Если нет, то почему?
Если отвечать коротко, то ничего не происходит с эталоном длины. Это связано с тем, что молекулярные силы притяжения вещества пересиливают эффект расширения и сохраняют длину эталона. В масштабах, которые мы наблюдаем в повседневной жизни, этот эффект не имеет заметного влияния, и измерения длин и расстояний в Солнечной системе, нашей галактике и даже в Местной группе галактик не вызывают трудностей.
Однако, когда мы рассматриваем более крупные масштабы, связанные с расстояниями между галактиками и сверхскоплениями галактик, расширение Вселенной начинает играть более существенную роль. Важно отметить, что расширение происходит во всех масштабах по одному и тому же закону, но оно проявляется сильнее и становится заметным именно в масштабах сверхскоплений, где гравитация не может его компенсировать.
Доказательством этого является растяжение фотонов, электромагнитных волн, которым нечего противопоставить расширению пространства. Фотоны, двигающиеся в расширяющейся Вселенной, подверженны красному смещению длины волны, что говорит о том, что расстояние между точками, где эти фотоны рождаются и поглощаются, увеличивается с течением времени.
Тем не менее, даже при таком расширении Вселенной, существуют способы измерения расстояний в более крупных масштабах. В космологии используется система координат, которая расширяется вместе со всей Вселенной. В такой системе галактики имеют приблизительно постоянные координаты, что позволяет нам определить их положение в пространстве даже при учете расширения.
Физические расстояния между объектами в расширяющейся Вселенной можно вычислить, используя масштабный фактор а(t), который представляет собой меру изменения масштаба Вселенной с течением времени. Масштабный фактор зависит от космологической модели и характеризует степень расширения Вселенной в определенный момент времени.
Измерение расстояний в крупных масштабах требует использования методов, основанных на наблюдательных данных, таких как красное смещение галактик или светимость сверхновых. Одним из наиболее часто используемых методов является космологический красное смещение, который позволяет определить относительное расстояние до галактик на основе смещения их спектральных линий. Зная это относительное расстояние и используя масштабный фактор, мы можем определить физическое расстояние до этих галактик.
Важно отметить, что с увеличением масштаба Вселенной и расширения, наблюдаемые расстояния становятся все большими и большими. Это означает, что измерение точных расстояний в крупных масштабах становится более сложной задачей. Однако, современные космологические исследования и наблюдательные методы позволяют учитывать эффект расширения и достигать высокой точности при измерении расстояний в Вселенной.
Ставьте палец вверх и подписывайтесь на канал, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!