А с чего вы решили что движение/расширение самого пространства а не материи внутри пространства не может быть больше "с"? Как могут быть какие-либо законы в "ничего", пространство это и есть законы физики....

Да ты упоротый.

Для наблюдателя здесь должно быть что-то вроде принципа неопределенности. Потому как для наблюдателя границами будут являться границы расположения вещества (а не поля), то есть даже наблюдать поток фотонов без наличия вещества наблюдатель не может.

Но тогда возникает сложный вопрос - куда расширяется пространство?

В целом если физические законы не меняются, то разницы для людей нет.

Само "куда" возникает уже при наличии пространства. Пространство просто расширяется.

А что такое расширение пространства?   

Для начала тогда нужен вопрос: А что такое пространство? На него можно ответить так: Пространство это область в "нечто,_о_чем_мы_пока_не_знаем", где может существовать материя и работают физические законы и константы, общие для нашей вселенной. 
Вот это та штуковина и увеличивает свои размеры. Меньше скорости света она увеличиваться не может, иначе фотоны упрутся в границу как в стенку, больше скорости света тоже не может по определению.
Возможно, само наличие материи в "нечто" и создает пространство.

И то, и другое неверно. Первое предполагает наличие некоторой границы (что ниоткуда не следует); во втором случае расширение не связано с каким-то движением вещества или передачей информации, так что никаких ограничений скорости сверху нет.

С какой скоростью расширяется пространство-время нам не известно. И не знаю будет ли известно. Ограничений на эту скорость нет.
То есть есть где-то мнимая граница (?) за которой материи и света нет. Ну хорошо. А само пространство-время расширяется быстрее скорости света. Понятно. Но вот, что не понятно:
Из википедии вычитал:

http://en.wikipedia.org/wiki/Metric_expansion_of_space

То есть объекты могут разлетаться со скоростью > c ?

Добавлено через 4 минуты и 27 секунд

Понимаю, можно сказать, что поскольку объекты находятся в расширяющимся пространстве, то как-бы не нарушается закон ограничения на скорость (?) в этом пространстве. Что есть тогда расширение? "Добавление" новых порций пространства между объектами? 

Имхо, в статье есть логическая ошибка. Каким образом может происходить расширение пространства? На самом деле есть два варианта: 1) "разбухание" самого пространства и 2) приращение пространства за счет граничных областей. Также есть два варианта наблюдателей процесса: наблюдатели внутри пространства и гипотетический внешний наблюдатель. Автор статьи взял вариант с разбуханием и внешним наблюдением, только при этих условиях могут наблюдаться описанные эффекты.
 Вариант разбухания вселенной не выдерживает критики. При этом варианте внутренний наблюдатель не может наблюдать сам процесс. Проще показать на примере. Между объектами расстояние один километр. Пространство расширилось на 10 %. Что мы будем наблюдать и что увидит внешний наблюдатель? Внешний увидит, что расстояние между объектами стало 1100 метров. И метровая измерительная линейка увеличилась до 110 см. Но для внутреннего метр остался метром, лишний десяток сантиметров на ней не вырос, и измерение расстояния между объектами осталось 1000 метров. Так как мы разбегание материи все же наблюдаем, то надо полагать, расширение пространства идет с его границ.
Тем не менее здесь нет утверждения, что разбухания (или сжатия) вселенной не происходит для внешнего наблюдателя. Просто этот процесс для внутреннего наблюдателя себя никак не проявляет. Действительно, для гипотетического "внешника" скорость внутри нашего пространства может превысить световую в случае разбухания, но для нас скорость света все равно остается пределом. 
Так что вывод в приведенной статье неверен, и мы способны теоретически наблюдать всю вселенную.

Да, именно так. 


Это неверно. Дело в том, что расширение пространства приводит к увеличению расстояний между объектами с той же скоростью только в том случае, если объекты не взаимодействуют. Разные части линейки связаны друг с другом, так что она при этом не растягивается (или, что точнее, это растяжение оказывается намного меньше, чем должно было бы быть).

В итоге, кстати, расширение можно заметить только на достаточно больших масштабах - порядка Мпк (это близко к характерному расстоянию между двумя соседними крупными галактиками). Более мелкие объекты оказываются достаточно плотными для того, чтобы практически не расширяться. В каком-то смысле ситуация напоминает процесс надувания воздушного шарика, у которого толщина резины в разных местах очень сильно отличается - там, где слой резины тонкий, он растягивается весьма эффективно, а там, где толстый - нет.

Интересная аналогия. А что творится с атомами? Они не "раздуваются"? Для меня все это вообще загадка. Связано ли расширение пространства с разлетом галактик?

Соответственно, тоже нет.
 

Скорее уж наоборот.  Разлет галактик - следствие расширения пространства.

Фантом, твои объяснения притянуты за уши. Чем отличается пространство внутри атома от пространства вне его? Да ничем! И если пространство расширяется, то будет увеличиваться и молекула, а наблюдатель внутри системы ничего не заметит.

Мы не наблюдаем расширение самих галактик, а только их разлет. Разбегается вещество внутри пространства, а пространство прирастает с границ. Возможен и такой вариант, что пространство имеет такую форму в высших измерениях, что само понятие расширения границ не может быть применено, скажем, за отсутствием этих границ.

Arhivar, Я тоже так думал. Мне почему-то казалось, что расширение происходит незаметно для наблюдателя находящимся в пространстве. Причем сам наблюдатель тоже расширяется вместе с пространством. Правда тогда нет смысла говорить о расширении, т.к. оно ни на чем не сказывается. 

Ну извини, учебник по космологии я сюда переписать не могу.


Это правильно.


А вот это заключение из предыдущего не следует. Ты неявно предполагаешь, что разные части молекулы намертво прикреплены к пространству и растягиваются вместе с ним, но это не так.


В таком случае было бы неплохо объяснить, за счет чего вещество разбегается внутри пространства. И как такая точка зрения согласуется с известными физическими законами.

Ну там Большой Взрыв...

Большой Взрыв - это не объяснение. Это просто стандартная особенность космологических моделей - особенность при интегрировании уравнений назад по времени.

Не понял. Почему не объяснение?

Большой взрыв это процесс, а не первопричина. По сути то что происходило во время большого взрыва принципиально (в контексте данного вопроса) не отличается от того что происходит сейчас.

БВ не является какой-то отдельной физической сущностью, он сам - модельное следствие известных физических законов. Соответственно, его наличие не может быть приводить к нарушению этих законов.

Я тебя основательно не понимаю. Разлет галактик объясняется за счет Большого Взрыва и без нарушения каких бы то нибыло законов. 

Ну что же, давай разбираться. Начнем с этого:


Что ты понимаешь под этой фразой? Заодно, чтобы больше к этому не возвращаться - что такое, в твоем понимании, Большой Взрыв?


Каким образом разбегание галактик "вследствие БВ" оказалось изотропным (ответ на этот вопрос должен, естественно, согласовываться с ответами на два предыдущих)?

Ну и еще пара интересных вопросов.   
1) Каким образом начальные условия процесса разбегания (в виде БВ, чем бы он ни был) приводят к ускоренному разбеганию галактик?
2) Почему распределение вещества во Вселенной в больших масштабах однородно?

В данноm контексте я рассматриваю БВ как чудовищный взрыв МАТЕРИИ и разлет ее частей вo все стороны. Что там было в таком-то красном смещении не очень интересно. Можно для простоты представить, что в какой-то момент времени чудовищная сила дала толчок к такому разлету. Оставим фотоны и прочую лабудень.

Далее, на самом деле чем дальше объекты тем быстрее они от нас улетают. Этo действительно так  . Пo крайней мере с подавляющиm большинствоm объектов. Если мы на секундочку представим себе решетку в узлах которой будут находится например галактики ... Теперь поставиm Млечный Путь в один из узлов. Тепер' если решетку растягивать, то минимальные расстояния между галактикамi будут увелчваться сo скоростью, скажем v. Тогда галактика на расстоянии в две ячейки этоj решетки уже будет улетать сo скоростью в два раза большей 2v и так далее. Такой аналогией можно объяснить разлет галактик и зависимость скорости разлета от расстояния. 

Ты наверняка будешь утверждать, что это все прекрасно объясняет как раз добавление новыh порциj пространства между галактиками. Отнюдь. БВ - этo не простой взрыв. Да, я упрощенно сказал - разлет материи. Но например если взять песок и перемешать его с порохом, так, чтобы смесь былa однородной тo если впоследствии взорвать эту смесь (количество смесi должно быть мало, дабы симулироват' одновременное сгорание всегo пороха), то песчинки как раз i полетят как i галактики в решетке. Думаю аналогия ясна. Природа БВ наm мало известна и каk мне представляется из закона Хаббла не следует обязательноe рашрение пространства путем добавления новыh порций.


А чем подтвержден факт разгона? Да, дальние галактики улетают быстрее чем ближние, нo это не значит, что они ускоряются. Неужели есть опытные данные, которые путеm допплеровского эффекта подтверждают именно ускорение какого-то определенного объекта? Может я что-то упустил... Если такие данные есть, тo да, ускорение присутствует и действительно хрен знает как этo объяснять.


Песок бy разлетался пропорционально сохраняя расстояние.

Я конечно могu нести пургу, но такая модель мне нравится больше чем добавлениe пространства между галактиками. И почему только между галактиками? А что, если каk раз в момент добавления новой порции, на месте этогo добавления окажется что-либо, оно разорвется? Или порция решит, чтo добавится надо бы где-нибуд' в другоm месте? Может быть конечно i такое, чтo порция изначально не может добавляться там, где есть что-то. Или добавляться постепеннo убывая при приближении k материи... Но это все не более спекуляций...

Добавлено через 9 минут и 3 секунды
Ну да, я все рассмотрел только с т.з. механики. Надо смотреть с позиции теории относительности. Чтo меняется?

Не полетят.  Скорость песчинок не будет зависить от расстояния, только от собственных скоростей песчинок. Сам попробуй смоделировать свой эксперимент ещё раз. Каким образом ты получишь зависимость скорости от расстояния?

Это неправильное представление. Большой Взрыв, вопреки названию (достаточно неудачному), взрывом не является.


Ну, вообще говоря, фотонов во Вселенной на много порядков больше, чем, например, протонов, так что это не такая уж лабудень   Но важнее другое. Пусть, по-твоему, "чудовищная сила дала толчок". Почему, в таком случае


Даже если считать, что никакой диссипации кинетической энергии нет (что само по себе нетривиально), объекты после начального толчка должны двигаться равномерно и прямолинейно. Следовательно, их скорость не должна зависеть от расстояния до них, что противоречит закону Хаббла. Ну а на самом деле (это уже так, в довесок) на самом деле скорость удаления с увеличением расстояния растет даже быстрее чем линейно. Из-за чего? 


Это и есть описание расширения пространства (а не движения объектов в пространстве). Аналогия правильная, только с другими твоими представлениями она не стыкуется.


В простейшем случае такая модель сойдет (если каким-то образом обеспечить разные скорости у разных слоев песчинок). Ускоренное расширение, правда, тут не получить никак.

Что касается "природы БВ", то, как я уже писал раза два в этой теме, о ней попросту бессмысленно говорить. У нас нет никаких данных о БВ, отличных от результатов экстраполяции той или иной космологической модели. Ну а какие-то особенности моделей, естественно, связаны далеко не только с законом Хаббла - есть и другие наблюдательные данные, которые следует учитывать.


Закон Хаббла можно получить, взяв выборку галактик и измерив для них, во-первых, скорости удаления, во-вторых, расстояния (естественно, каким-либо независимым от закона Хаббла методом). В простейшем случае, который сам Хаббл и получил, зависимость между скоростью и расстоянием будет линейной. Однако для достаточно далеких галактик (с красными смещениями порядка единицы) оказалось, что скорости для некоторых расстояний оказываются больше, чем следует из линейного закона. Грубо говоря, прямая на графике "расстояние-скорость" перестает быть прямой и загибается вверх. Первые данные об этом появились десять лет назад. 

Объяснение этому эффекту, впрочем, появилось раньше - эффект вполне "вписывается" в космологические модели, базирующиеся на ОТО, просто один из параметров моделей, как оказалось, отличен от нуля.

чего-то не понял. почему должны? если засунуть питарду в кучу песка и взорвать её. часть песка останется на месте, часть отлетит недалеко, а часть очень далеко. те слои что находились на момент взрыва в разных частях в итоге перемещаются с разной скоростью. а точнее, им просто мешают внешние слои

Каждая конкретная песчинка будет двигаться с постоянной скоростью (сопротивлением воздуха, гравитацией и т.п., естественно, пренебрегаем). Столкновения песчинок можно не учитывать - в той ситуации, которую мы таким образом "моделируем", этот эффект пренебрежимо мал.

почему? в момент взрыва там была сумасшедшая плотность. что кстати наталкивает на мысль, что материи на начальном этапе даже близко не было, иначе бы была просто чёрная дыра без вариантов и разлёта

В момент взрыва - да. А сейчас? Мы-то наблюдаем отнюдь не "момент взрыва", а существенно более позднее состояние.



Тогда возникает вопрос, что именно там было вместо материи.   

Вселенная - большой клеточный автомат, наука когда-нибудь это докажет  

Представим себе, что смесь порох-песок в какой-тo круглоj субстанции, тогда возьмем конус из ее центра до конца. Этот конус будет заполнен пескоm и порохом:


теперь представим, что все Х детанировались одновременно. Тогда, всю эту субстанцию можно рассматривать как сильно сжатый клубок пружин и если представить песчинки вместо витков и дать клубку расжаться, то как раз и получится тот самый Хабл. Подобный эффект можно смоделировать и по-другому. Возьми цилиндр из стекла и поочередно всовывай туда: пржину, стальной шарик, пружину ... Диаметр шариков и пружин должен подойти к внутреннему диаметру цилиндра. Всовывая последние шарики и пружины мы сжимаем все пружины (надо удерживать с двух концов, чтобы все не вылетело из цилиндра). Когда больше шариков и пружин засунуть нельзя, отпустим (откроем) оба конца цилиндра. Опа! Расстояния между шариками будут одинаковыми (в любое время), а если мы представим, что один из шариков (любой) - это земля, то соседний будет отдаляться от нас со скоростью v, через один - 2v, через 2 - 3v и т.д. 
Можно и проще, представить все как одна большая пружина и на каждом витке - шарик. Суть от этого не меняется.

Большой разлет галактик. Так нормально?

Я все понимаю о фотонах. Но тут я говорю только о материи и БВ рассматриваю как разлет этой материи. А почему в таком случае будет коррелировать расстояние до объекта и скорость разлета, смотри мои аналогии с песком и порохом и пружины.

Да, ты прав, объекты после действия силы должны двигаться прямолинейно и равнимерно. Однако, от куда тебе известно что галактики разлетаются с ускорением? Да, чем дальше галактика, тем быстрее она отдаляется. НО!!! Нет подверждения тому, что конкретная галактика имеет ускорение. Большая разница! Если у тебя две галактики (или пусть хоть миллион) и на всех распространяется закон, например 
скорость отдаления = расстояние в квадрате
То как можно из этого заключить, что конкретная галактика отдаляется с ускорением? Ну да, скорости разные, но ускорение? Или я чего-то не знаю? Я спрашивал в предыдущем посте о допплеровских сдвигах. Есть евиденс, что ускорение есть? Или даже если так, то и это не доказывает расширение пространства ... Может какая-то сила все еще действует (та, что инициировала БВ). Почему обязательно добавление новых порций пространства между галактиками?
Теперь вернемся к твоему посту. Как можно объяснить, что скорость разлета зависит не прямолинейно? Да очень просто! В модели с пружинами поставь пружины посильнее, причем пропорционально настоящей зависимости скорости разлета от расстояния. Или добавь больше пороха там где нужно. Эффект будет тот же.

Это смотря как смотреть 

Я бы сказал, как основа теории это все сойдет, причем можно объяснить и корреляцию расстояния и скорости разлета.

Во-во! Нам о БВ почти ничего неизвестно! А мы тут прикрутили расширение пространства... Почему? Можно все решить проще. По крайней мере на этом этапе. 

Ну я в общем описал как это можно объяснить. Я не иду наперекос современным воззрениям, а просто хочу понять откуда взялась эта теория расширения пространства. Быть может из-за того, что я не силен в ОТО я явно гоню пургу. Можете ли мне тыкнуть пальцем?

На самом деле это не совсем так, но допустим. Действительно, линейный закон Хаббла таким образом смоделировать можно. А отклонения от него?


Тоже нет. Собственно, вопрос в том, каким образом мы получаем информацию о БВ. Видишь ли, ты пытаетешься предложить некую новую космологическую модель. Но, так как БВ - это следствие некоторой другой космологической модели (и ничего более), то, вообще говоря, неясно, насколько корректна попытка объяснить теоретическое следствие одной модели с помощью совершенно другой модели, отрицающей первую.


Скорее, не осознаешь. Предположим для простоты, что у нас есть две близких галактики, скорость удаления которых от некоторого центра расширения пропорциональна, например, квадрату расстояния. Тогда скорость удаления их друг от друга, что легко показать, будет пропорциональна первой степени расстояния между ними (просто как производная квадратичной зависимости). В более общем случае оказывается, что любой закон изменения скорости с расстоянием (в котором скорость не зависит от времени) приводит к необходимости считать, что мы сидим в центре расширения, что несколько нелепо. Только вариант с ускорением позволяет избавиться от этого предположения.


См. выше. А постоянно действующее ускорение пружинами или порохом не объяснить.


Как раз о БВ нам известно все - именно потому, что это особенность модели.


Что-то уже написано выше. Правда, конечно, одним законом Хаббла не обойтись - придется вспомнить еще реликтовое излучение и его анизотропию, особенности распределения далеких объектов по блеску, изменение их химического состава с расстоянием (т.е. возрастом) и т.д. Наблюдательных космологических данных достаточно много, и их нужно учитывать. В итоге все прочие возможные варианты отпадут. 

В утешение можно сказать, что в 30-50-х годах XX века, когда единственным известным фактом в этой области был закон Хаббла, подобные Вашей идеи действительно всерьез рассматривались. Так что в каком-то смысле это все разумно, просто Вы пользуетесь крайне малым объемом данных об обсуждаемой задаче.

Пожалуй соглашусь с твоими комментариями.

Я согласен с тем, что моя модель несовсем корректна хотя бы потому, чтo тут должна быть прикручена ОТО. Вообще саm факт того, что мy фиксируеm реликтовое излучение, говорит o том, что рашрение идет (шло) быстрее скорости света. Собственно добавление новых порциj пространства и ест' единственное объяснение не противоречащее настоящиm представлениям o космосе. Так?
Думаю на этоm мы поставиm крест на механической модели вселенной 

Тут как раз нет, для этого достаточно просто расширения. Вещество во Вселенной при ее расширении остывало (фактически это обычное адиабатическое расширение газа) и в какой-то момент температура оказалась достаточно малой для того, чтобы имевшиеся протоны и электроны рекомбинировали, образовав атомы водорода. Но при рекомбинации каждого атома высвечивается энергия - именно это и есть нынешнее реликтовое излучение.

А вот то, что оно с очень высокой точностью изотропно - действительно, следствие расширения со скоростью, на начальных стадиях превышающей световую.

Можно тут поподробнее? Я таk понял, чтo каk раз саm факт, что мы видим реликтовое излучение i ес т' подтверждение расширения > с.

Нет, само по себе реликтовое излучение могло бы возникнуть и просто так - при рекомбинации во всей Вселенной образовались фотоны, и даже если бы в дальнейшем вообще никакого расширения не было, мы бы эти фотоны все равно регистрировали (но, соответственно, максимум оказался бы в ультрафиолетовом диапазоне - энергия ионизации водорода 13.6 эВ, она соответствует излучению с длиной волны 912 А). Расширение в этом случае приводит только к тому, что энергия реликтовых фотонов стала существенно меньше (или, что то же самое, температура фотонного газа уменьшилась), и в итоге максимум в спектре реликтового излучения попадает в радиодиапазон.

Другое дело, что в такой ситуации реликтовое излучение не обязано было бы быть изотропным - плотность вещества в эпоху рекомбинации в разных местах могла бы быть разной, соответственно, и количество появившихся фотонов - тоже. Однако оно с высокой степенью точности изотропно, следовательно, распределение вещества было однородным. 

А вот уже это - действительно следствие расширения со сверхсветовыми скоростями на начальных стадиях эволюции. Исходно очень небольшая область (в которой физические условия могли достаточно легко выровняться) в результате такого расширения приобрела очень большие размеры (по крайней мере, большие чем наблюдаемая часть Вселенной), вследствие чего все получившиеся при расширении области оказались в некотором смысле "однотипными" - в частности, с одинаковой средней плотностью вещества (хотя сейчас они уже не являются причинно-связанными).

ОК. Спасибо.

А теперь вопрос не в тему. Ты кто по образованию? Твой кошачий глаз не очень выдает тебя... Неужели астрофизик?

Именно.

Класс!   

Есть еще один интересный вопрос - какую форму имеет наша вселенная при взгляде из других измерений? Ведь форма может быть такой, что при увеличении внутреннего объема площадь границы расти не будет, или даже будет уменьшаться. А может быть такой, что границ не существует вовсе, а наши весьма отдаленные потомки обнаружат наравне с убегающими галактиками галактики, летящие прямо к нам, причем те же самые, что и убегающие, но с другой стороны.

По-видимому, она плоская (в том смысле, что кривизна нулевая). Этот параметр тоже можно выудить из наблюдений, но, правда, с очень посредственной точностью.