maailmankaikkeuden reuna

[maailmankaikkeus92]

Eikö tuo ole niin, että 13,7 mrd vuotta sitten on valo lähtenyt liikkeelle? Koska myös "näkyvä maailmankaikkeus" on laajentunut tänä aikana kun valo on kulkenut matkaansa, niin nuo kaukaisimmat mahdolliset näkyvät kohteet eivät ole olleet 13,7 miljardia vuotta sitten etäisyydellä joka saadaan kertomalla tuo aika valon nopeudella.
Siis  ilmaistuna pituusmittana riippuu laajentumisnopeudesta tuona aikana ja eri pisteissä.

Aivan. Eli on varmaankin väärin sanoa, että joku kaukainen kvasaari on 13 miljardin valovuoden päässä? Valon matka vain on  kestänyt 13 miljardia vuotta. Tai ehkäpä voisi vain sanoa, että se oli 13 miljardia vuotta sitten (ajallinen etäisyys).

[raimo48]

Jos ajattelemme että olemme tehneet havainnon 13,7 mrd valovuoden takaa, niin saman ajan on ko. kohde etääntynyt meistä lähes valon nopeudella.
Eli todellisuudess kuinka kaukana se on nyt?
Ehkä turha kysymys vaan todella missä se on nyt?

[jussi_k_kojootti]

Jos ajattelemme että olemme tehneet havainnon 13,7 mrd valovuoden takaa, niin saman ajan on ko. kohde etääntynyt meistä lähes valon nopeudella.
Eli todellisuudess kuinka kaukana se on nyt?
Ehkä turha kysymys vaan todella missä se on nyt?

35 miljardin valovuoden etäisyydellä.

[pepa]

Ja, höpöhöpö, Jos maailmankaikeudessa kaikki tarkkailtavat pisteet liikkuvat samalla nopeudella toisistaan poispäin. Niin miten siellä apaut 14mrd valovouden päässä se toinen reuna?

[KEW]

Ei siellä ole mikään reuna, vaan universumin keskipiste.
Maailmankaikkeuden keskipiste on kaikkialla.

KW

[mistral]

Ei siellä ole mikään reuna, vaan universumin keskipiste.
Maailmankaikkeuden keskipiste on kaikkialla.

KW

On helppoa sanoa että keskipiste on kaikkialla, mutta kuka osaa sanoa kuinka se on mahdollista

[jussi_k_kojootti]

On helppoa sanoa että keskipiste on kaikkialla, mutta kuka osaa sanoa kuinka se on mahdollista

Jokainen avaruuden piste, oli niitä sitten 1 tai monta, osallistui alkuräjähdykseen.  Toisin sanoen noissa pisteissä vallitsi hyvin, hyvin suuri tiheys ja lämpötila, minkä seurauksena avaruus alkoi laajentua.  Käytännössä galaksien liikettä havaitsemalla ja GR:n mukaan mallintamalla on päädytty tulkintaan, jonka mukaan kosmos oli nuoruudessaan pienempi, mikä aika luontevasti johtaa siihen päätelmään että aivan alussa se on voinut olla jopa pistemäinen.

Käytännössä sillä ajatteleeko alkuräjähtävälle maailmankaikkeudelle jonkun koon -- valtaisankin -- vai miettiikö sitä pisteenä ei ole vaikutusta siihen miten alkuräjähdysteoria kuvailee _maailmankaikkeuden evoluution alkuräjähdyksen jälkeen_, tai sille minkälaisia havaintoja maailmankaikkeudesta saamme.

Äärellisessä avaruudessa tapahtuvaa alkuräjähdystä kannattaa kyllä pohtia -- vinkkeli on opettavainen.  Minkälainen fysiikka voisi yhtäaikaa tihentää ja kuumentaa äärellisen avaruuden aineen ja energian?

[mistral]

Jos käytetään pullataikina vertausta, siinä toteutuu "avaruuden" laajeneminen. Taikinassa on kuitenkin jokin keskipiste ja reuna mutta oikeassa avaruudessa (nykykäsityksen mukaan?) ei olisi reunaa vaan kaikki pisteet olisivat keskipisteitä, näin olen käsittänyt. Jos teoreetikot ovat tähän päätyneet, täytyisi siihen olla jokin syy. Itse olen miettinyt, olisiko syynä  kosmisen taustasäteilyn riippumattomuus suunnasta. Voisihan aivan hyvin olla niinkin että vain Pohjantähden suunnalta tulisi taustasäteilyä kun taas etelästä ei tulisi mitään. En tiedä olenko oikeilla jäljillä

PS Sellainen kun Occamin partaveitsi, siis pyrkimys yksinkertaiseen ratkaisuun on varmaankin kosmologiassa pyrkimyksenä. Jos näin on, miksi tehdä avaruudesta 4-paikkaulotteista jos ihminen mieltää vain 3 paikkaulottuvuutta?

[jussi_k_kojootti]

Itse olen miettinyt, olisiko syynä kosmisen taustasäteilyn riippumattomuus suunnasta.

Juuri se, taustasäteilyn isotrooppisuus on koko alkuräjähdysteorian perustava havainto.  COBE-luotain havaitsi pieniä poikkeamia tästä tasaisuudesta, ja WMAP ja sittemin Planck ovat anisotropiaa kartoittaneet.  Taustasäteily on siis isotrooppista (suunnilleen samanlämpöistä kaikissa suunnissa) että anisotrooppista (pieniä paikallaisia eroja löytyy).

[RJ]

On helppoa sanoa että keskipiste on kaikkialla, mutta kuka osaa sanoa kuinka se on mahdollista

Se on helppo mieltää analogian kautta: pallon pinnallakaan ei ole keskipistettä. Pallon itsensä keskipisteen voi määrittää ainostaan menemällä kolmanteen ulottuvuuteen katsomaan tilannetta ulkopuolisen tarkkailijan näkökulmasta. Tätä mahdollisuutta ei kuitenkaan ole pallon pinnalla 2-ulotteisessa maailmassa. Jos pallon säde kasvaa, pinta-maailmassa ainoa havaittavava efekti on 2-ulotteisen kaikkeuden laajeneminen. Samalla tavalla emme voi sanoa, että 3-ulotteisella maailmankaikkeudella olisi keskipiste tai se laajenisi "jonnekin", koska emme voi mennä havaitsemaan tilannetta mahdolliseen useampiulotteiseen ulkoiseen todellisuuteen.

[mistral]

Se on helppo mieltää analogian kautta: pallon pinnallakaan ei ole keskipistettä. Pallon itsensä keskipisteen voi määrittää ainostaan menemällä kolmanteen ulottuvuuteen katsomaan tilannetta ulkopuolisen tarkkailijan näkökulmasta. Tätä mahdollisuutta ei kuitenkaan ole pallon pinnalla 2-ulotteisessa maailmassa. Jos pallon säde kasvaa, pinta-maailmassa ainoa havaittavava efekti on 2-ulotteisen kaikkeuden laajeneminen. Samalla tavalla emme voi sanoa, että 3-ulotteisella maailmankaikkeudella olisi keskipiste tai se laajenisi "jonnekin", koska emme voi mennä havaitsemaan tilannetta mahdolliseen useampiulotteiseen ulkoiseen todellisuuteen.

Oletko Ricke kanssa sitä mieltä että tuo 4. paikkaulottuvuus on otettu kosmologiaan (muistaakseni Paul Davies) sen vuoksi että se selittäisi taustasäteilyn isotrooppisuuden?

[jaava]

Mihin tuota neljättä paikkaulottuvuutta tarvitaan, eihän se sisälly ainakaan tähän standardi-tyyppiseen Big Bang teoriaan / yleiseen suhteellisuusteoriaan.

Eikö aika voi olla ulottuvuus?

Jos ajatellaan paradoksia, jossa ihmetellään sysimustaa yötaivasta, kun sen pitäisi kaiken järjen mukaan loistaa ikuisten ja äärettömän määrän tähtiä toimesta kaikkialla kirkkaana, niin mahdollisia selityksiä on:
- Mailmankaikkeus on äärellinen
- Maailmankaikkeudella on äärellinen ikä
- Jokainen tähti on on iältään vain rajallinen
- Maailmankaikkeus laajenee

Jos käytetään pullataikina vertausta, siinä toteutuu "avaruuden" laajeneminen. Taikinassa on kuitenkin jokin keskipiste ja reuna mutta oikeassa avaruudessa (nykykäsityksen mukaan?) ei olisi reunaa vaan kaikki pisteet olisivat keskipisteitä, näin olen käsittänyt. Jos teoreetikot ovat tähän päätyneet, täytyisi siihen olla jokin syy.

Kosmologinen periaate ^(* pitää sisällään ajatuksen: Jos sinut viedään silmät sidottuna mihin tahansa kolkkaan maailmankaikkeudessa, et pysty sanomaan havaintoihisi perustuen, kun side on poistettu, missä olet. Et myöskään kykene kertomaan suuntaa mihin katselet.
Hmm ... minä nyt pystyn kyllä sanomaan olevani omissa kengissäni ja katselevani lähinnä sinne minne ne osoittavat .

Pullataikinassa ei ole näin. Pullataikina ei ole siis riittävä malli (Jos olet pullataikinan reunalla, tiedät olevasi reunalla. Luulisin).
Ja keskipisteestä tulisi riita . Tiedän.

Toinen asia on sitten miten tuo kosmologinen periaate on testattu, vai onko kyse vain yksinkertaisimmasta rakenteesta jonka päälle teoriaa rakentaa.
Vai testaako kukaan periaatteita .

^*) Cosmological principle - At any given cosmic time, the Universe is homogeneous and isotropic.

[mistral]

Mihin tuota neljättä paikkaulottuvuutta tarvitaan, eihän se sisälly ainakaan tähän standardi-tyyppiseen Big Bang teoriaan / yleiseen suhteellisuusteoriaan.

Eikö aika voi olla ulottuvuus?

Samaa olen itsekin kysymässä ja tässä ollaan ehdotettu: taustasäteilyn isotrooppisuutta ei pystytä muuten selittämään. Vai voidaanko isotrooppisuus selittää vain avaruuden laajenemisen avulla?
Otan vielä esimerkiksi tuon 3-paikkaulotteisen pullataikinan. Jos maa sijaitsisi yhden senttimetrin päässä taikinan pinnasta, taustasäteily ei enää tulisi siltä suunnalta koska maailmankaikkeuden reunan takaa ei voi tulla säteilyä. Mutta, koska kaikista suunnista tulee samanlaista säteilyä, ollaan otettu 4. ulottuvuus selitykseksi tälle isotrooppisuudelle. (ilmeisesti 4. ulottuvuudella saadaan säteily kiertämään ympyräratoja)

Nämä ajatukset heräsivät Paul Daviesin kirjasta "Kultakutrin arvoitus"

Tämä 4. ulottuvuus ehkä selittäisi myös sen että "avaruus on ääretön mutta tilavuudeltaan rajallinen".

[jussi_k_kojootti]

Samaa olen itsekin kysymässä ja tässä ollaan ehdotettu: taustasäteilyn isotrooppisuutta ei pystytä muuten selittämään. Vai voidaanko isotrooppisuus selittää vain avaruuden laajenemisen avulla?

Voidaan selittää muutenkin, ehkä esim. edistynyt kosminen laji on virittänyt jonkinlaisen "säteilyseinän" ympärillemme, ja näemme mitä he haluavat meidän näkevän.

Aiemmin mainittu Occamin partaveitsi kuitenkin valitsee näistä kahdesta mallista alkuräjähdysteorian mukaisen laajenevan maailmankaikkeuden, koska siinä vetäistään vähemmän taikurin hatusta, eli tehdään vähemmän alkuolettamuksia.

Taustasäteilyn isotrooppisuus tukee laajenevan maailmankaikkeuden teoriaa paljon yksinkertaisemmin.  Jos maailmankaikkeus ei laajenisi, vaan olisi aina ollut esimerkiksi nykyisen kokoinen, tulisi tällöinkin maailmankaikkeuden eri osien olla vuorovaikuttanut kaikkien muiden osien kanssa, jotta taustasäteily olisi niin isotrooppista kuin on havaittu.  Valon (säteilyn) rajallinen nopeus ja muuten päätelty universumin ikä johtavat tässä mallissa kuitenkin paradoksiin: aikaa ei ole ollut riittävästi näin suuren kosmoksen osien lämpöerojen tasaantumiseen, termalisoitumiseen, niin että taustasäteilyn spektri olisi sellainen minkä havaitsemme.  Jos maailmankaikkeus on joskus ollut pienempi termalisoituminen sen sijaan on mahdollista.  Näin selittyy myös kauniisti se, että taustasäteilyä havaitaan kaikista suunnista:  se lähti liikkeelle kaikista pisteistä.

[maailmankaikkeus92]

En oikein ymmärrä mihin tuota neljättä avaruusulottuvuutta tarvitaan. Eiköhän se taustasäteilyn isotrooppisuus johdu vain siitä, että alkuräjähdyksessä jokainen piste on alkanut etääntyä toisistaan samalla nopeudella (uutta avaruutta on syntynyt pisteiden väliin). Koska alkurjähdys tapahtui kaikkialla, sen jäljet näkyvät samanlaisina joka puolella maailmankaikkeutta. Koska kyseessä ei ole mikään varsinainen "räjähdys", ei mitään keskipistettäkään kaiketi tarvita.

Tämä 4. ulottuvuus ehkä selittäisi myös sen että "avaruus on ääretön mutta tilavuudeltaan rajallinen".

Miten voi olla ääretön, mutta tilavuudeltaan rajallinen? Mitä tuo ääretön sitten tarkoittaa, jos ei tilavuutta?