Werden wir von einem Beobachter aus einer Galaxie gesehen, die weiter entfernt ist als das Alter unseres Sonnensystems?
Ich habe mir diese Frage angesehen . Es gibt eine Antwort, die auf das anspielt, was ich frage, aber ich finde sie nicht zufriedenstellend, weil für mich das Folgende immer noch ein Paradoxon ist:
Die entferntesten Galaxien, die wir jemals beobachtet haben, scheinen etwa 13 Milliarden Lichtjahre entfernt zu sein. Hier ist meine Frage: Angenommen, das Universum dehnt sich nicht aus, und ein Beobachter in einer Galaxie, die 10 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt ist, sollte JETZT direkt auf unseren Planeten (oder zumindest auf den Teil des Weltraums, den unser Planet einnimmt) schauen ein magisches Teleskop, das stark genug ist, um so etwas zu tun. In diesem hypothetischen Szenario wären sowohl unser Planet als auch diese Galaxie statisch. Der physische Abstand zwischen den beiden ändert sich nicht im Laufe der Zeit. Wenn wir eine so weit entfernte Galaxie beobachten können (wenn auch vor 10 Milliarden Jahren), könnte ein Beobachter in dieser vermeintlichen Galaxie die Erde sehen? Sie würden nein sagen, weil das Licht unserer Erde nicht genug Zeit hatte, um die Galaxie zu erreichen. Die Erde ist nur 4,5 Milliarden Jahre alt. Aber wie kommt es, dass wir eine solche Galaxie aus unserer Sicht sehen können? Einverstanden, dass die Erde, als das Licht diese Galaxie verließ, immer noch ein Augenzwinkern im Auge der Milchstraße war. Aber das Licht machte die Entfernung. Im gleichen Moment sieht uns der entfernte Beobachter an und findet nichts?
Warum können wir sie sehen und sie können uns nicht sehen? Wieder statische Umgebung. Licht funktioniert nur in eine Richtung?
Was sind die Bedingungen für die gleichzeitige gegenseitige Beobachtung?
Antworten
Sie sollten vorsichtig sein, wenn Sie über ein "Jetzt" auf großen Entfernungen sprechen. In der speziellen Relativitätstheorie gibt es kein "Jetzt", das hier und an einem entfernten Punkt dasselbe wäre; und Sie könnten auf Paradoxe stoßen, wenn Sie sich an diese Idee halten ( siehe hier ).
Das Beste, was Sie tun können, ist, in vergangenen und zukünftigen Lichtkegeln zu denken . Der vergangene Lichtkegel eines Ereignisses$E$ in der Raumzeit (ein "Ereignis" ist eine Kombination aus einer Zeit und einer Position) ist die Menge aller anderen Ereignisse, aus denen $E$kann ein Lichtsignal empfangen. Der zukünftige Lichtkegel von$E$ ist die Menge aller anderen Ereignisse, zu denen $E$kann ein Lichtsignal senden. Das Ereignis$E$kann nur durch Ereignisse beeinflusst werden, die sich in seinem vergangenen Lichtkegel befinden, und es kann nur Ereignisse beeinflussen, die sich in seinem zukünftigen Lichtkegel befinden. Wir sprechen von der kausalen Struktur der Raumzeit.
Nun zurück zu Ihren Galaxien: Es ist nichts falsch, wenn Sie die Idee der "gleichzeitigen gegenseitigen Beobachtung" fallen lassen. Ihre weit entfernte Galaxie sollte sich in unserem vergangenen Lichtkegel befinden, damit wir sie beobachten können. Aber mögen da draußen Beobachter sein, könnte die Erde noch nicht in ihren vergangenen Lichtkegel eingedrungen sein (eine kleine Zeichnung kommt an).
Hier ist es :
Weil wir, ohne die Ausdehnung des Weltraums zu berücksichtigen, sehen, was vor 10 Milliarden Jahren in ihrer Galaxie war, wenn sie 10 Milliarden Lichtjahre entfernt sind, wissen wir nicht, wie es jetzt aussieht. Wenn Beobachter dort jetzt auf unseren Teil des Weltraums blicken, werden sie sehen, was hier vor 10 Milliarden Lichtjahren war, höchstwahrscheinlich die Molekülwolke, aus der wir gebildet wurden, seit unsere Sonne nur etwa 4,6 Milliarden Jahre alt ist. In diesem Moment würden wir beide nur einander in der Vergangenheit sehen.
Wenn wir und sie jetzt in die Richtung des anderen schauen, werden sie uns nicht sehen, weil wir vor 10 Milliarden Jahren nicht hier waren, und wir werden sie nicht sehen, weil sie vor 10 Milliarden Jahren nicht dort waren. Perfekt symmetrische Situation.