Domanda:
In che modo un giorno le galassie vicine si espanderanno oltre il nostro orizzonte? (Neil deGrasse Tyson)
uhoh
2018-10-28 20:18:24 UTC
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Nella sua apparizione in televisione contenuta nel video The Mystery That Keeps Neil deGrasse Tyson Up At Night, l'astronomo e insegnante Neil deGrasse Tyson dice:

Non voglio essere incolpato se non riesci a dormire stanotte.

Questa energia oscura, in futuro, renderà l'universo così grande, avendo accelerato in modo così significativo, che tutti le galassie del cielo notturno avranno accelerato oltre il nostro orizzonte.

Tutte le galassie sono la fonte della nostra conoscenza del big bang.

Tutto ciò che sappiamo sulla storia dell'universo ci viene da queste galassie.

Se accelerano oltre il nostro orizzonte, la prossima generazione di esploratori cosmici avrà solo le stelle della Via Lattea a cui pensare.

Cosa significa, se possibile, in termini semplici. In che modo un giorno le galassie vicine si espanderanno oltre il nostro orizzonte (se è quello che sta dicendo e se è corretto)?

Sì è corretto. Significa che nessun fotone proveniente da galassie esterne sarà in grado di raggiungerci perché in effetti queste galassie si allontaneranno a una velocità superiore a quella della luce.
@chris Recedere a $ v> c $ non ci impedisce di osservare una galassia.
@pela è se lo spazio cresce in modo esponenziale, cosa che farà. Più precisamente, questo vale anche per le galassie locali che emettono i loro fotoni ora, non lontane galassie che hanno emesso i loro fotoni molto tempo fa.
@chris In realtà, non solo vediamo galassie che si ritirano (d) a velocità superluminali sia quando hanno emesso la luce che vediamo, sia oggi quando la vediamo (ad esempio GN-z11 si è ritirata a v ~ 4c quando ha emesso la luce che ora vediamo , e si ritira oggi a v ~ 2.2c). Esiste anche una regione dell'Universo in cui le galassie oggi si ritirano av> c, e per la quale un giorno potremmo vedere i fotoni che emettono oggi. Questa regione è il guscio esterno alla Sfera di Hubble (a ~ 14 Glyr, dove $ v> c $) e all'interno dell'Orizzonte degli eventi (a ~ 16 Glyr o giù di lì, che segna il confine al di fuori del quale non vedremo mai la luce emessa oggi).
@zephyr vedi la mia risposta a Chris :)
@pela potrebbe essere che dovresti rispondere alla domanda dell'OP, senza usare quello che mi sembra essere un argomento circolare: non vediamo le cose oltre l'orizzonte per definizione di ciò che è l'orizzonte. (Stavo mirando a https://en.wikipedia.org/wiki/Wittgenstein%27s_ladder ma sii mio ospite)
@chris Sto lavorando a un post che spiegherà ulteriormente perché le mie affermazioni di cui sopra sono vere, ma potrebbero essere necessari alcuni giorni prima che sia pronto. È un'idea sbagliata comune e la soluzione non è banale :)
Una risposta:
pela
2018-10-30 19:31:30 UTC
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Supponendo che Neil deGrasse Tyson si riferisca all ' orizzonte degli eventi cosmici, ha ragione. Ma questo non significa realmente che le galassie "cadano fuori dalla vista". Ha ragione sul fatto che scompariranno, ma non perché lasciano l'orizzonte.

Le galassie vicine non scompaiono

Prima di tutto, c'è una piccola cosa da notare che sono sicuro ha solo lasciato fuori per semplificare un po 'la questione:

L'Universo si espande e trascina le galassie, ma per le galassie sufficientemente vicine, la loro reciproca attrazione gravitazionale le tiene "bloccate". Quindi, saremo sempre in grado di vedere le galassie nel nostro gruppo locale. Nel caso di Andromeda, finiremo anche per fonderci, e suppongo che dopo un tempo sufficientemente lungo, ci fonderemo con le altre galassie del nostro gruppo, semplicemente perché continueremo a orbitare l'una intorno all'altra, quindi a un certo punto noi ci avvicineremo così tanto da fondersi.

Le galassie non lasciano l'Universo osservabile ...

Secondo e, cosa più importante, le galassie non lasciano il nostro Universo osservabile . L'universo osservabile è costituito dalla regione dell'Universo da cui la luce ha avuto il tempo di raggiungerci dal Big Bang, e il "confine" tra l'Universo osservabile e quello non osservabile è chiamato orizzonte delle particelle. Col passare del tempo, la luce di un numero sempre crescente di galassie avrà avuto il tempo di raggiungerci. Questo numero non diminuirà mai. Una volta all'interno del nostro universo osservabile, una galassia rimarrà all'interno.

... ma sempre meno galassie saranno in grado di inviarci un segnale luminoso ...

Tuttavia, la distanza alla quale le galassie possono emettere un segnale luminoso oggi , che potremmo ricevere un giorno in futuro, aumenta solo asintoticamente fino a un valore finito (di circa 17 miliardi di anni luce; vedere ad es. Davis & Lineweaver 2004), mentre le galassie stesse continuano ad aumentare la loro distanza. Suppongo che questo sia ciò a cui si riferisce Neil deGrasse Tyson: anche se le galassie che vediamo non svaniscono dalla vista, non vedremo mai cosa sta succedendo in loro oggi.

... e in pratica, anche quelle vediamo ora scomparirà

Inoltre, anche le galassie che vediamo diventeranno sempre più spostate verso il rosso finché alla fine tutta la luce da esse sarà nel regime radio. Inoltre, i fotoni arriveranno a una velocità sempre minore, finché per tutti gli scopi pratici non saranno invisibili per noi.

... specialmente se $ w>-1 $

Le considerazioni precedenti valgono se l'Universo si espande e accelera, come pensiamo che faccia. Tuttavia, esiste la possibilità che l'accelerazione stessa aumenti di grandezza. Se l'equazione di stato $ w $ dell'energia oscura ritenuta responsabile dell'accelerazione è inferiore a $ - 1 $ , la distanza dal punto in cui l'Universo si espande più velocemente della velocità della luce può diminuire indefinitamente, in modo tale che le galassie lasceranno effettivamente l'orizzonte. Alla fine, anche le galassie legate gravitazionalmente verranno separate, le stelle verranno strappate dalle galassie, i pianeti verranno estratti dai soli e infine distrutti, culminando in un Grande squarcio.

In qualche modo mi sono perso la notifica della tua risposta, è meraviglioso, grazie!
@uhoh Sei il benvenuto :)


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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