Comment est-il possible que l’univers actuellement observable soit beaucoup plus petit que l’horizon des particules?

Wein Eld

Comment est-il possible que l’univers actuellement observable soit beaucoup plus petit que l’horizon des particules?


Nous savons que pour résoudre le problème d’homogénéité et d’isotropie, nous invitons l’inflation et l’inflation au début de l’univers peut rendre l’univers actuellement observable beaucoup plus petit que l’horizon des particules, afin d’éviter le problème d’homogénéité et d’isotropie.

Mais l’horizon des particules à tout moment par définition est la plus grande région où les particules peuvent éventuellement entrer en contact avec nous. Alors, comment peut-il être possible que la région que nous observons maintenant soit beaucoup plus petite que l’horizon des particules?

Voici ma réponse, mais si vous avez un point de vue différent, veuillez argumenter contre moi.

(Maintenant, je pense que lorsque nous disons que ce que nous avons observé est beaucoup plus petit que l’horizon de particules, cela signifie généralement que les particules observées qui ont été émises à un moment particulier, par exemple à la formation de CMB, sont à l’intérieur de l’horizon de particules par rapport à l’une des particules observées. On notera que l’horizon des particules dépend de l’observateur. Dans le contexte de l’inflation, généralement, l’horizon des particules correspond à celui par rapport aux photons à recombinaison. Et nous avons besoin que les photons que nous observons aujourd’hui soient dans les horizons de particules d’eux-mêmes au moment de la recombinaison. Sans gonflage, ce n’est pas le cas. Parce que l’inflation ajoutera le poids du temps conforme à l’histoire antérieure, donc faire les photons au moment de la formation de CMB à l’intérieur de l’horizon des particules par rapport aux photons de ce moment particulier. De manière équivalente, l’inflation fait avancer la recombinaison pour être plus récente)

Réponses


 Lawrence B. Crowell

L’horizon des particules est à

η ( t )   =   t 0 t a ( t ) ,

η ( t ) = 0 t t une ( t ) ,

où pour la cosmologie de Sitter

une ( t ) = e X p ( t Λ / 3 )

. Ici

Λ

est la constante ou le paramètre cosmologique. L’horizon cosmologique est à

r h = 3 / Λ

. Il n’est pas difficile de voir que si j’effectue cette intégration que l’horizon des particules et l’horizon cosmologique sont identiques pour les grands

t

.

L’horizon des particules diffère de l’horizon cosmologique en raison de l’inflation. La densité de vide de la bulle d’espace-temps à environ

dix 30

les secondes deviennent inflationnistes pendant environ

dix 35

seconde. Dans des termes d’infation chaotiques, la bulle de vide est sur un espace-temps de Sitter à vide à haute énergie et cela se détache à environ

dix 30

, et cette bulle de vide à haute énergie peut maintenant se gonfler « comme fait » jusqu’à ce que le vide se transforme en un vide physique à basse énergie, qui caractérise le vide maintenant dans cet univers observable. Cela signifie que la constante cosmologique

Λ = Λ ( ϕ , ϕ ˙ )

pour

ϕ

le champ d’inflaton. Il en résulte une bosse dans le calcul ci-dessus de

η ( t )

ce que j’ai fait numériquement dans le graphique entrez la description de l'image ici Il est intéressant de voir quelle différence cela fait. Ci-dessous le graphique de la constante cosmologique droite, et le cas où la constante cosmologique change du champ d’inflaton, le graphique est extrêmement différent.

C’est pourquoi l’horizon des particules est beaucoup plus grand que l’horizon cosmologique

r h 1.2 × dix dix

Années lumière. Au-delà de l’horizon cosmologique se trouve une région où nous pouvons observer des galaxies parce que nous en sommes en fait témoins dans le passé alors qu’elles étaient beaucoup plus proches. Aucune galaxie au-delà de l’horizon cosmologique d’aujourd’hui ne sera jamais observée dans notre avenir comme elle l’est aujourd’hui sur le cadre Hubble. Nous ne pouvons pas non plus envoyer de signal à une telle galaxie. C’est pourquoi avec la relation Hubble

v = H

, que pour

= r h

nous avons

v = c

et nous les observons

z = 1

galaxies et galaxies avec

z > 1

. Le plus large

z

les galaxies observées sont autour

z = 8

. En outre, le CMB est à

45

milliards d’années-lumière de distance avec

z = 1100

. L’horizon des particules est beaucoup plus une limite fondamentale à l’observabilité. À mesure que l’on s’approche de l’horizon des particules, le facteur de décalage vers le rouge

z

et toute information qui nous parvient est arbitrairement décalée vers le rouge au-delà de l’observabilité.


 Annonymus

C’est parce que la lumière à l’extérieur de l’horizon des particules a commencé à voyager alors qu’elle était encore à l’intérieur, mais n’a pas encore arriver. L’horizon particulier s’est rétracté au-delà du point de départ depuis lors, mais la lumière était déjà en cours et est toujours à l’intérieur de l’horizon des particules. Cela signifie également que l’univers observable diminuera pour devenir aussi grand que l’horizon de particules une fois que toute la lumière qui voyage actuellement est arrivée, mais d’ici là, l’horizon de particules se sera rétracté encore plus et le « nouvel » univers observable sera encore plus grand que le « nouvel » horizon de particules.

Exemple dans un souci de clarté: certaines particules ont été créées, 1 an lumière plus léger pour nous que l’horizon de particules horizon de particules, qui était, disons, à 1000 années-lumière. Au cours des 499 années suivantes, l’horizon de particules a rétréci de 400 années-lumière, maintenant les particules émises sont encore à 500 années-lumière, mais l’horizon de particules est à 400 années-lumière plus proche de nous que l’endroit d’où proviennent les particules. Dans 500 ans, ces particules nous toucheront et nous verrons un point qui se situe effectivement au-delà de l’horizon actuel des particules (qui aura encore rétréci)

Wein Eld

Je suis désolé. Je ne comprends tout simplement pas pourquoi les particules les plus éloignées (à l’horizon des particules) ne nous sont pas encore arrivées. Vous avez probablement expliqué cela, mais vos phrases ne sont pas claires pour moi.

Annonymus

Lorsque ces particules ont été créées, presque à l’horizon des particules, elles se trouvaient, disons, à 1000 années-lumière. Au cours des 500 prochaines années, l’horizon des particules a rétréci de 400 années-lumière, maintenant les particules émises sont encore à 500 années-lumière, mais l’horizon des particules est à 400 années-lumière plus près de nous que de l’endroit d’où proviennent les particules, mais en 500 ans cette lumière va nous frapper et nous verrons un point qui est effectivement au-delà de l’horizon de particules actuel (qui aura encore rétréci)

 

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