เรามองเห็นหรือไม่โดยผู้สังเกตการณ์จากกาแลคซีที่อยู่ไกลกว่าอายุของระบบสุริยะของเรา?
ฉันมองไปที่คำถามนี้ มีคำตอบเดียวที่พูดถึงสิ่งที่ฉันถาม แต่ฉันไม่พบว่ามันน่าพอใจเพราะสำหรับฉันสิ่งต่อไปนี้ยังคงเป็นความขัดแย้ง:
กาแลคซีที่อยู่ไกลที่สุดที่เราเคยสังเกตเห็นนั้นอยู่ห่างออกไปประมาณ 13 พันล้านปีแสง นี่คือคำถามของฉัน: สมมติว่าจักรวาลไม่ได้ขยายตัวและสมมติว่าผู้สังเกตการณ์ในกาแลคซีที่อยู่ห่างจากเรา 10 พันล้านปีแสงตอนนี้ต้องมองไปที่ดาวเคราะห์ของเราโดยตรง (หรืออย่างน้อยก็คือส่วนของอวกาศที่ดาวเคราะห์ของเราครอบครองอยู่) ด้วย กล้องโทรทรรศน์วิเศษบางตัวมีพลังมากพอที่จะทำสิ่งนั้นได้ ในสถานการณ์สมมตินี้ทั้งโลกของเราและกาแลคซีนี้จะคงที่ ระยะห่างทางกายภาพระหว่างทั้งสองไม่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา หากเราสามารถสังเกตเห็นกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลเช่นนี้ได้ (แม้ว่าจะเป็นเมื่อ 10 พันล้านปีก่อน) ผู้สังเกตในกาแลคซีที่คาดว่านี้จะมองเห็นโลกได้หรือไม่? คุณคงบอกว่าไม่เพราะแสงจากโลกของเราไม่มีเวลาเพียงพอที่จะไปถึงกาแลคซีโดยที่โลกมีอายุเพียง 4.5 พันล้านปี แต่เราจะเห็นดาราจักรดังกล่าวจากมุมมองของเราได้อย่างไร? เห็นด้วยว่าเมื่อแสงออกจากกาแลคซีนั้นโลกก็ยังคงเป็นประกายระยิบระยับในตาของทางช้างเผือก แต่แสงทำให้ระยะทาง. ในขณะเดียวกันผู้สังเกตการณ์ที่อยู่ห่างไกลก็มองมาที่เราและไม่พบอะไรเลย?
ทำไมเราถึงมองเห็นพวกเขาและพวกเขามองไม่เห็นเรา? อีกครั้งสภาพแวดล้อมคงที่ แสงทำงานทางเดียวเท่านั้น?
เงื่อนไขในการสังเกตร่วมกันคืออะไร ??
คำตอบ
คุณควรระมัดระวังเมื่อพูดถึง "ตอนนี้" ในระยะทางไกล ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษไม่มีสิ่งที่เรียกว่า "ตอนนี้" ซึ่งจะเหมือนกันที่นี่และในจุดที่ห่างไกล และคุณสามารถโจมตีความขัดแย้งได้หากคุณยึดติดกับแนวคิดนั้น ( ดูที่นี่ )
สิ่งที่ดีที่สุดที่คุณสามารถทำได้คือการคิดในแง่ของอดีตและอนาคตกรวยแสง กรวยแสงที่ผ่านมาของเหตุการณ์$E$ ในกาลอวกาศ ("เหตุการณ์" ที่รวมเวลาและตำแหน่ง) คือชุดของเหตุการณ์อื่น ๆ ทั้งหมดที่เกิดขึ้น $E$สามารถรับสัญญาณไฟ กรวยแสงแห่งอนาคตของ$E$ คือชุดของเหตุการณ์อื่น ๆ ทั้งหมดที่ $E$สามารถส่งสัญญาณไฟ เหตุการณ์$E$สามารถได้รับอิทธิพลจากเหตุการณ์ที่อยู่ภายในกรวยแสงในอดีตของเขาและจะมีผลต่อเหตุการณ์ที่อยู่ภายในกรวยแสงในอนาคตเท่านั้น เราพูดถึงมันในฐานะโครงสร้างเชิงสาเหตุของกาลอวกาศ
ตอนนี้กลับไปที่กาแลคซีของคุณ: ไม่มีอะไรผิดพลาดเมื่อคุณทิ้งแนวคิดเรื่อง "การสังเกตร่วมกันพร้อมกัน" กาแลคซีที่อยู่ห่างไกลของคุณควรอยู่ในกรวยแสงที่ผ่านมาเพื่อให้เราสังเกตได้ แต่อาจมีผู้สังเกตการณ์อยู่ที่นั่นโลกยังไม่สามารถเข้าสู่กรวยแสงที่ผ่านมาได้ (มีภาพวาดเล็กน้อยเข้ามา)
นี่คือ:
เนื่องจากไม่ได้คำนึงถึงการขยายตัวของอวกาศเราจึงได้เห็นสิ่งที่อยู่ในกาแลคซีของพวกเขาเมื่อ 10 พันล้านปีก่อนหากอยู่ห่างออกไป 10 พันล้านปีแสงเราไม่รู้ว่าตอนนี้หน้าตาเป็นอย่างไร หากผู้สังเกตการณ์มองไปยังส่วนของอวกาศของเราในตอนนี้พวกเขาจะเห็นว่ามีอะไรอยู่ที่นี่เมื่อ 10 พันล้านปีก่อนซึ่งส่วนใหญ่เป็นเมฆโมเลกุลที่เราก่อตัวขึ้นตั้งแต่ดวงอาทิตย์ของเรามีอายุเพียง 4.6 พันล้านปี ดังนั้นในขณะนี้เราทั้งสองจะเห็นเพียงกันและกันในอดีต
หากเราและพวกเขามองไปในทิศทางของกันและกันในตอนนี้พวกเขาจะไม่เห็นเราเพราะเราไม่ได้อยู่ที่นี่เมื่อ 10 พันล้านปีก่อนและเราจะไม่เห็นพวกเขาเพราะพวกเขาไม่ได้อยู่ที่นั่นเมื่อ 10 พันล้านปีก่อน สถานการณ์ที่สมมาตรอย่างสมบูรณ์แบบ