גודל היקום - שאלה

[כפכפית1]

גודל היקום - שאלה

ידוע שגיל היקום הוא 15 מיליארד שנים הבעיה היא שגודל היקום הוא 14 מיליארד שנות אור. איך זה יתכן? לפי מה שאני מבינה היקום נוצר במפץ הגדול כלומר באור גדול, וגבולות היקום לפי מיטב הבנתי הם המקומות אליהם הגיע אנרגיה , הפוטונים נעים במהירות הגבוהה ביותר אז מדוע גיל היקום הוא לא 15 מיליארד שנות אור? סמדר

 

[שץ הפנטאון]

תשובה

כאן (חלק מהנתונים לא מדוייקים וההסבר די שטחי אבל אפשר לקבל מושג כללי)

 

[כפכפית1]

|הבנתי והסתבכתי

טוב אז ממה שרשום שם גודל היקום הוא 50 בליון שנה!?!? המרצה שלי לאבולוציה אמר אחרת.... גם לא מובנת לי הסתירה בעינין הגודל הזה לעומת מהירות האור שהיא קבועה כך שהגודל 28 מיליארד שנה נשמע לי הכי הגיוני (מבלי להתחשב באפקט דופלר שבעקבותיו על הגודל להיות קטן מ-28). כך שבינתיים אני עדין לא סגורה על הענין.... בכל אופן תודה סמדר

 

[22ק ו ס ם]

נראה לי שאת מתבלבלת

היקום נוצר לפי חישובים אחרונים לפני 13.8 מיליאר שנה. מה זה בדיוק גודל היקום? שנת אור זה יחידת מרחק, כלומר המרחק שהאור עובר בכך וכך שנים. יחידת גודל צריכה לכלול לפחות שני מימדים וכנראה יותר כדי שאפשר יהיה לחשב גודל. אף אחד לא יודע מה גודלו של היקום ואם הוא אינסופי או סופי. מה שכן, מתארכים אור שמגיע לכדור הארץ מהחלל ולפיו אפשר כביכול ל"הסתכל" אל העבר מכיוון שלקח לאור להגיע אלינו אחרי כל כך הרבה זמן.

 

[כפכפית1]

רגע אחד

תראה.... גיל היקום 14 מיליארד שנים , מאז האור מתפשט בו והגבול של היקום הוא הגבול אליו הגיע האור! (בגודל אני מתכונת לקוטר) שאותו מודדים בשנות אור 14 מיליארד שנה האור (הפוטונים) מטרקים להם(חמודים)ביקום . הדילמה שלי היא למה גודל היקום הוא 14 מיליארד שנה (או 50 לפי התגובה הראשונה לשאלה שלי)? מאותה נקודה בה היה המפץ הגדול נע האור 14 מילארד שנים לכל כיוון סכ'ה קוטר 28 . כמובן שאף אחד לא הלך ומדד עם סרגל את הגודל של היקום אבל יש הערכות ברורות לגבי הגודל (כלומר גודל סופי אבל משתנה - דינמי - מתרחב) מה שלא ברור הוא האם המסה הקריטית של היקום תגרום לו לקרוס חזרה או שהוא ימשיך בתאוצה ויגוע באפלה וקור תמידי ,וזה משום שלא יודעים מהיא המסה של החומר האפל ביקום. סמדר

 

[שץ הפנטאון]

תוספת קטנה

גודל היקום זו הגדרה בעייתית,אף אחד לא יודע מהו גודלו האמיתי של היקום ואם יש לו גבולות,היקום הנראה או הנצפה הינו בעל רדיוס של 14 מיליארד שנות אור,אין שום מקום שהוא מוקד התפשטות היקום,הגלקסיות עצמן אינן נעות במרחב אלא המרחב שבינן הוא שמתרחב,אבל לא מדובר במרחב הנמצא בתוך מימד נוסף כמו למשל בועת סבון שהתרחבותה הדו מימדית מתאפשרת בשל העובדה שהיא שרויה במרחב תלת מימדי אלא שהמרחב עצמו הוא דינמי ומסוגל להתכווץ,להתעקם ולהתרחב ואין לו בעצם מרכז,כלומר, למרחב היקום אין צורך במימד נוסף כדי להתפשט, הוא תלוי אך ורק בעצמו.(תורת המיתרים אמנם דנה במימדים נוספים אך אין בכך כדי לסתור את תורת היחסות הכללית)

 

[שץ הפנטאון]

בנוסף,

מכיוון שהיקום הינו מרחב שאיננו זקוק למימד נוסף בכדי להגדיר את התרחבותו,לא היתה "נקודה" ממנה היקום החל להתרחב,המפץ התרחש בכל מקום ומקום במרחב אינסופי מכווץ.

 

[כפכפית1]

איזה יופי לא חשבתי על זה כך תודה!

 

[כפכפית1]

אתם עונים ויוצרים אצלי עוד שאלות...

אם הגלקסיות לא נעות ורק המרחב מתפשט אז כל הגלקסיות אמורות להתרחק מאיתנו, אבל ידוע שהגלקסיה השכנה לנו בשלב מסוים תתנגש בשביל החלב , איך זה מתישב עם מה שאמרת?

 

[22ק ו ס ם]

אני לא חושב שאת צודקת

הגלקסיות אכן מתרחקות זה מזה. הדימוי הכי טוב לזה הוא בלון. אם תשרטטי שתי נקודות על בלון לא מנופח שיהיו קרובות זו לזו, אחרי שתנפחי אותו הן תתרחקנה זו מזו. ככה בערך היקום מתפשט.

 

[כפכפית1]

אני בטוחה תבדוק!

 

[כפכפית1]

../images/Emo15.gif משהו קטן נוסף

אחרי שהשמש שלנו תהפוך לענק אדום ומערכת השמש תגיע לסוף חייה , הרבה אחרי, הגלקסיה השכנה לנו תתנגש בנו , אני בטוחה בזה.

 

[שץ הפנטאון]

זה נכון

על פי מודל היקום הפתוח, המקובל כיום,בשלב מסויים שביל החלב יתמזג עם גלקסיית אנדרומדה הגדולה ביותר. אין סתירה בין הדברים,הגלקסיות אינן מתרחקות מאיתנו,המרחב שבין הגלקסיות הוא שמתפשט.

 

[כפכפית1]

../images/Emo45.gif תשמע!

איזה תשובות מעולות יש לך! בא לי לשאול עוד שאלות רק בשביל לקרוא את התשובות האלו!

 

[שץ הפנטאון]

כדי להבין

צריך להניח למחשבה הקונוונציונלית שהורגלנו אליה,הגלקסיות לא נעות במרחב, הן לא מתרחקות מאיתנו באופן שבו 2 אצנים מתרחקים זה מזה כשמהירותו של האחד גוברת.

 

[שץ הפנטאון]

הסבר

כאן

 

[כפכפית1]

סליחה על החפירה! רק בדיקה

פנטאון..... הבנתי את זה?????????? הבנתי שהיקום הוא כמו מעטפת של בלון והוא מתרחב, גלקסיות הקרובות אלינו מתרחקות מאיתנו בקצב איטי יותר יחסי לגלקסית הרחוקות מאיתנו. ממרחק מסויים "מרחק דופלר" (כרגע 14 מיליארד שנות אור) הגלקסיות מתרחקות במהירות גבוהה ממהירות האור וזה לא נוגד את תורת היחסות אלא מתיחס להתפשטות המרחב. פוטונים ממרחק כזה לא יצליחו להתקדם לעברינו (בדומה למה שקורה בחור שחור) ככל שהמרחק בין גלקסיות גדלה התאוצה בניהם קטנה = H קטן ולכן מרחק דופלר גדל וגלקסיות שלא ראינו נכנסות לאופק היקום הנראה שלנו. אילו העולם לא היה מתרחב הינו מצליחים לראות רק גלקסיות הנעות מתחת למהירות האור (לפי אפקט דופלר המתחשב בתנועה בחלל) אבל צפו בגלקסיות שנעות מהר בהרבה ממהירות האור (ההסיט לאדום הקוסמולוגי שמתיחס להתפשטות המרחב + דופלר) וכרגע האופק הנראה שלנו הוא 46 מיליארד=ביליון שנות אור לא אשאל יותר בנושא ממש ממש תודה על ההתיחסות הנפלאה סמדר

 

[שץ הפנטאון]

כן,בערך

מהירות התרחקותן של גלקסיות עומדת ביחס ישר למרחקן של הגלקסיות כש-H הינו קבוע האבל(גם הוא משתנה).קוראים לזה חוק האבל.מכאן שככל שהמרחק גדול יותר,המהירות גדולה יותר ,מעבר לגבול האבל,הגלקסיות ינועו במהירות הגבוהה ממהירות האור,זה לא עומד בסתירה עם תורת היחסות הפרטית מכיוון שזו קובעת כי אובייקטים הנעים במרחב לא יכולים לעבור את מהירות האור בעוד שהגלקסיות אינן נעות במרחב(אין להן אנרגיה קינטית) אלא המרחב סביבן מתפשט וכתוצאה מכך הן מתרחקות.חוק האבל פועל במדוייק תחת חוקיות המודל הקוסמולוגי הסטנדרטי אך ורק כשX הוא מספר עצום באופן יחסי ולכן לא ניתן לתאר בעזרתו תזוזות מקומיות של גלקסיות כמו משיכתן ההדדית של אנדרומדה ושביל החלב שבשלב מסויים עתידות להתמזג. "אפקט דופלר" (המשוייך בדרך כלל לגלי קול) קובע שהגלים הנפלטים מגוף יהיו צפופים יותר בכיוון התנועה ביחס לפוזיציה הנצפית שאליה הגוף מתקרב. לדוגמא, אם תלכי בקו ישר, וכל כמה שניות תזרקי כדור כחול עם כיוון תנועתך וכדור לבן נגד כיוון תנועתך,ברור שכעבור כמה דקות הכדורים הכחולים יהיו קרובים יותר זה לזה מאשר הלבנים."אפקט דופלר" של גלי האור שונה לחלוטין מזה של גלי הקול מכיוון שהאנרגיה מתעקמת במרחב דינמי שאינו תלוי בשום מימד נוסף פרט לעצמו.ככל שאורך הגל יהיה גדול יותר תדירותו תהיה נמוכה יותר.כלומר, ככל שהגלקסיה תהיה מרוחקת יותר כך ההיסט לאדום יהיה גדול יותר. אגב,את יכולה לקרוא לי שץ.

 

[כפכפית1]

../images/Emo140.gif../images/Emo140.gif../images/Emo140.gif../images/Emo51.gif../images/Emo140.gif../images/Emo140.gif../images/Emo140.gif

תשמע למדתי משהו חדש בזכותך תודה! זה מרתק בעיני

 

[סטודנטדפוק]

כפכפית את צודקת

עכשיו תשאלי את עצמך אם את באמת בטוחה שהיקום קיים 15 מיליארד שנה.