Czy widzi nas obserwator z galaktyki dalej niż wiek naszego Układu Słonecznego?
Spojrzałem na to pytanie . Jest jedna odpowiedź, która nawiązuje do tego, o co pytam, ale nie jest to dla mnie satysfakcjonujące, ponieważ dla mnie nadal paradoksem:
Najbardziej odległe galaktyki, jakie kiedykolwiek zaobserwowaliśmy, wydają się być oddalone o około 13 miliardów lat świetlnych. Oto moje pytanie: załóżmy, że Wszechświat się nie rozszerza i przypuśćmy, że obserwator w galaktyce oddalonej od nas o 10 miliardów lat świetlnych TERAZ miałby spojrzeć bezpośrednio na naszą planetę (a raczej przynajmniej na część przestrzeni, którą zajmuje nasza planeta). jakiś magiczny teleskop wystarczająco potężny, by zrobić coś takiego. W tym hipotetycznym scenariuszu zarówno nasza planeta, jak i ta galaktyka byłyby statyczne. Fizyczna odległość między nimi nie zmienia się przez cały czas. Jeśli możemy obserwować tak odległą galaktykę (choć była to 10 miliardów lat temu), czy obserwator w tej domniemanej galaktyce mógł zobaczyć Ziemię? Powiedzielibyście nie, ponieważ światło z naszej Ziemi nie miało wystarczająco dużo czasu, aby dotrzeć do galaktyki, a Ziemia ma zaledwie 4,5 miliarda lat. Ale jak to się stało, że mogliśmy zobaczyć taką galaktykę z naszego punktu widzenia? Zgodzili się, że kiedy światło opuściło tę galaktykę, Ziemia wciąż migotała w oku Drogi Mlecznej. Ale światło pokonało dystans. W tej samej chwili odległy obserwator patrzy na nas i nic nie znajduje?
Dlaczego my ich widzimy, a oni nas nie widzą? Ponownie, statyczne środowisko. Światło działa tylko w jedną stronę?
Jakie są warunki jednoczesnej wzajemnej obserwacji?
Odpowiedzi
Należy zachować ostrożność, mówiąc o „teraz” na dużych odległościach. W szczególnej teorii względności nie ma czegoś takiego jak „teraz”, które byłoby takie samo tutaj i w odległym punkcie; i możesz trafić w paradoksy, jeśli będziesz trzymać się tego pomysłu ( patrz tutaj ).
Najlepszą rzeczą, jaką możesz zrobić, jest myślenie w kategoriach przeszłych i przyszłych stożków światła . Poprzedni stożek światła wydarzenia$E$ w czasoprzestrzeni („zdarzenie” będące połączeniem czasu i pozycji) jest zbiorem wszystkich innych zdarzeń, z których pochodzi $E$może odbierać sygnał świetlny. Przyszły stożek światła$E$ jest zbiorem wszystkich innych zdarzeń, do których $E$może wysłać sygnał świetlny. Wydarzenie$E$może wpływać tylko na wydarzenia znajdujące się wewnątrz jego przeszłego stożka światła i może wpływać tylko na wydarzenia znajdujące się wewnątrz jego przyszłego stożka światła. Mówimy o tym jako o strukturze przyczynowej czasoprzestrzeni.
A teraz wracając do waszych galaktyk: nie ma nic złego, kiedy porzucicie ideę „jednoczesnej wzajemnej obserwacji”. Twoja odległa galaktyka powinna znajdować się wewnątrz naszego przeszłego stożka światła, abyśmy mogli to zaobserwować. Ale oby byli tam obserwatorzy, Ziemia nie mogła jeszcze wejść w ich poprzedni stożek światła (nadchodzi mały rysunek).
Oto ona:
Ponieważ nie biorąc pod uwagę ekspansji kosmosu, widzimy, co było w ich galaktyce 10 miliardów lat temu, jeśli znajdują się 10 miliardów lat świetlnych od nas, nie wiemy, jak to teraz wygląda. Jeśli obserwatorzy spoglądają teraz w naszą część przestrzeni kosmicznej, zobaczą to, co było tutaj 10 miliardów lat świetlnych temu, najprawdopodobniej obłok molekularny, z którego powstaliśmy, ponieważ nasze Słońce ma tylko około 4,6 miliarda lat. Tak więc w tej chwili oboje widzielibyśmy tylko siebie nawzajem.
Jeśli my i oni patrzymy teraz w swoją stronę, nie zobaczą nas, ponieważ nie było nas tu 10 miliardów lat temu i nie zobaczymy ich, ponieważ nie było ich tam 10 miliardów lat temu. Idealnie symetryczna sytuacja.