В конце февраля уважаемый @SLY_G опубликовал очень интересную статью, в которой обобщил некоторые нестыковки в современной фундаментальной модели Вселенной. В особенности меня заинтересовало, что, по приведённым в статье данным, не удаётся согласовать те значения скорости расширения Вселенной, которые получаются при измерениях с учётом космологической постоянной и с учётом объективного расстояния до стандартных свеч. Я обратил внимание на следующую аномалию: данные, полученные в 2001 году от космического телескопа WMAP (телескоп составлял подробную карту реликтового излучения) свидетельствовали, что реликтовый микроволновый фон не полностью изотропен, то есть, что Вселенная в инфляционную эпоху расширялась не вполне равномерно. Некоторые участки Вселенной явно «теплее» других на несколько милликельвинов – эту знаменитую тепловую карту я поставил под катом. Со временем факты в пользу такой аномалии продолжали накапливаться, пока не были в 2013 году убедительно подтверждены по наблюдениям космического телескопа «Планк», запущенного Европейским космическим агентством в 2009 году. В 2018 году группа учёных под руководством Джозефа Силка из Манчестерского университета закончила многолетний анализ данных «Планка», и по результатам этой работы было с 99%-й вероятностью установлено, что Вселенная не плоская, а обладает кривизной. Давайте рассмотрим, какие изменения в картине мира возникнут, если Вселенная не просто немного изогнута, а обладает седловидной, шарообразной или более экзотической формой.
Форма Вселенной
Форма Вселенной — один из наиболее важных вопросов в космологии. В частности, от геометрии Вселенной зависит, какой финал нашу Вселенную ждёт.
На протяжении десятков лет считалось, что Вселенная плоская, а также что она исключительно ровная, изотропная. Идея об изотропии Вселенной прямо следует из инфляционной теории, сформулированной на рубеже 1970-х и 1980-х. Также она подтверждалась первыми картами реликтового микроволнового фона, открытого Арно Пензиасом и Робертом Уилсоном в 1965 году. Тем не менее, картина реликтового микроволнового фона регулярно уточнялась и становилась всё более пёстрой:
Температурные флуктуации микроволнового фона составляют около 2,7255±0,0006K, причём, не являются случайными, а образуют определённый спектр: РИ оказывается теплее или холоднее в зависимости от того, на каком расстоянии находятся две рассматриваемые точки. В плоской Вселенной это расстояние должно быть меньше, чем в искривлённой. Именно измеренные «Планком» расстояния, на которых прослеживаются такие флуктуации, заставляют предположить, что Вселенная не строго плоская. Диаметр наблюдаемой нами части Вселенной составляет около 92 миллиардов световых лет, а расстояние, на котором Вселенная может проявлять кривизну, теоретически в 250 раз больше, чем наблюдаемая нами область пространства.
Напрашивается аналогия с формой Земли. Веками Земля казалась плоской за неимением иных эмпирических данных. Кривизна и шарообразность Земли фиксируется только в крупных географических масштабах, однако, если начертить треугольник между тремя городами, отстоящими друг от друга хотя бы на один географический градус, то сумма углов этого треугольника всегда будет превышать 180° (длина географического градуса составляет около 111 км, но, поскольку длина всех меридианов одинакова, а длины параллелей немного отличаются, градус долготы всегда равен 111,13 км, а градус широты в среднем равен 111,32 км).
В свою очередь, наблюдаемая анизотропия реликтового излучения может означать, что Вселенная на разных участках расширялась (и продолжает расширяться) с разной скоростью. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, форма (и кривизна) пространства-времени зависит от того, какой именно материей и энергией оно наполнено.
Вот график температурных аномалий, зафиксированных «Планком» и наложенных на карту реликтового излучения:
Во-первых, разброс температур в разных полушариях неба явно асимметричен: южное полушарие в среднем теплее северного, но именно в южном полушарии также фиксируется аномально холодное пятно (в овале)
Эта картина плохо сочетается с классической инфляционной моделью, поскольку практически мгновенная инфляция должна была полностью выровнять такие аномалии. Данные «Планка» не ставят под сомнение расширение Вселенной как таковое, но заставляют предположить, что в эпоху инфляции Вселенная расширялась немного неравномерно.
Если Вселенная обладает кривизной, это означает, что форма Вселенной может быть как открытой, так и замкнутой. Наиболее вероятная открытая, но неплоская форма Вселенной – седловидная. С другой стороны, если у Вселенной есть кривизна, и форма Вселенной замкнутая, то логичнее всего предположить, что Вселенная может иметь форму шара (см. выше аналогию с формой Земли). В начале XXI века высказывалась гипотеза, что Вселенная имеет форму додекаэдра, но данные «Планка» позволяют всерьёз на ней не останавливаться. Тем не менее, обсуждая возможную замкнутую форму Вселенной, давайте подробнее остановимся на возможных вариантах её формы, в частности, на топологической связности.
Варианты кривизны Вселенной
Отметим разницу между кривизной пространства (отрицательная кривизна, положительная кривизна, плоское пространство) и топологией Вселенной. В зависимости от формы (топологии) могут существовать разные варианты кривизны. Например, у тора (бублика) конечная топология, хотя, его внутренняя часть обладает отрицательной кривизной.
Кроме додекаэдрической и тороидальной топологии Вселенной возможны и другие топологии – в особенности, если на раннем этапе эволюции Вселенной её форма существенно зависела от квантовой гравитации, и пространство было пронизано червоточинами. Но в рамках этой публикации остановимся на трёх конфигурациях, которые допускают равномерное расширение и могли бы привести к наблюдаемой «инфляционной» картине – шароообразной, седловидной или плоской.
В плоской (Евклидовой) Вселенной параллельные прямые не пересекаются, сумма углов треугольника равна 180°. В сферической Вселенной параллельные прямые пересекаются подобно меридианам на земном шаре, сумма углов треугольника превышает 180° (на расстояниях, значительно превышающих размеры наблюдаемой части Вселенной). В седловидной (гиперболической) Вселенной сумма углов треугольника меньше 180°, параллельные прямые также пересекаются. Согласно теории относительности Эйнштейна, кривизна пространства-времени напрямую зависит от массы вещества, содержащегося во Вселенной; теперь эту формулировку можно уточнить: основной вклад в такую кривизну вносит не масса видимых объектов, а масса тёмной материи и величина тёмной энергии. Соответственно, если во Вселенной «мало» массы – она получится седловидной и рано или поздно схлопнется, а если «много» - она получится сферической. Как плоская, так и сферическая Вселенная может демонстрировать такое расширение, которое мы наблюдаем (назовём его «децентрализованным»).
Поскольку кривизна Вселенной напрямую зависит от массы, наполняющей Вселенную, общие контуры Вселенной зависят от среднего распределения плотности в ней. В общей теории относительности эта величина определяется плотностным параметром. Этот параметр – отношение наблюдаемой плотности к «критической плотности», необходимой для того, чтобы Вселенная была плоской. Вселенная плоская, если параметр плотности равен 1. При плотности более 1 форма Вселенной выпуклая (вплоть до шарообразной), при плотности менее 1 – вогнутая (гиперболическая). На протяжении XX века считалось, что плотность пространства в нашей Вселенной ровно 1.
Ещё один важный топологический аспект фигуры (в нашем случае – Вселенной) – связность.
Это величина, указывающая, сколько непересекающихся контуров имеет фигура.
По умолчанию считается, что Вселенная, подобно плоскости, является «односвязной» — то есть, существует всего один путь, по которому луч света может пройти от источника до наблюдателя. Вселенная, являющаяся евклидовой плоскостью, либо имеющая гиперболическую форму, действительно была бы односвязной и бесконечной. Однако можно представить себе и многосвязную Вселенную, которая имела бы форму тора или бутылки Клейна (см. выше), и в такой «многосвязной» Вселенной свет мог бы перемещаться сразу по многим траекториям. В таком случае наблюдатель видел бы несколько «изображений» одной и той же галактики, но считал бы их разными, как в зеркальном лабиринте.
Итак, форма Вселенной зависит от её кривизны, которую можно было бы измерить на межгалактических расстояниях. Кривизна Вселенной зависит от её массы. А аномалии в распределении температуры реликтового излучения могли бы возникнуть, если бы Вселенная была многосвязной и расширялась не вполне равномерно.
Как измерить кривизну Вселенной
Уже в начале нынешнего века космические телескопы позволяли заглянуть достаточно далеко, чтобы мы могли попытаться оценить форму Вселенной по количеству наблюдаемых галактик. Возвращаясь к аналогии с шарообразностью Земли — поверхность Земли выглядит безусловно плоской не только на уровне моря, но и при осмотре ландшафта с высокой горы. Есть явления, позволяющие уже на небольшом расстоянии усомниться в том, что Земля плоская – например, постепенное появление корабля из-за горизонта – но в средние века этот феномен объясняли атмосферной рефракцией.
В настоящее время существует три показателя, по которым можно было бы измерить кривизну Вселенной – по светимости, по масштабному фактору и по числу галактик. Для измерения кривизны по светимости нужно найти источники света, например, квазары, которые послужат стандартными свечами – и измерить кривизну лучей поступающего от них света.
При измерении по масштабному фактору требуется ориентироваться на стандартные размеры крупных отдалённых объектов, например, больших галактик. Наконец, ориентируясь на число галактик, мы принимаем количество галактик в области пространства за функцию расстояния.
Измеренная к настоящему времени кривизна пространства показывает, что наблюдаемая часть Вселенной неотличима от плоскости. В июле 2023 года Европейское Космическое Агентство планирует вывести на орбиту космический телескоп EUCLID, одна из задач которого – измерить кривизну электромагнитного излучения длиной до 10 миллиардов
световых лет. В частности, телескоп призван тщательнее изучить феномен гравитационного линзирования и проверить, не связано ли гравитационное линзирование далёких галактик с кривизной Вселенной.
О массе и расширении Вселенной
Очевидно, что с увеличением радиуса Вселенной увеличивается и её масса. Это утверждение можно перефразировать как «пространство обладает массой» — в космологических масштабах это одновременно означает, что пространство обладает энергией, поскольку в данном случае масса и энергия эквивалентны. Энергия космического пространства также называется энергией вакуума или тёмной энергией. Но возникает парадокс: по мере расширения Вселенной плотность трёхмерного пространства падает. Таким образом, источник, из которого подпитывается масса Вселенной, в трёхмерном пространстве не наблюдается.
Гипотеза Брайана Кокса
Согласно общей теории относительности Эйнштейна, нет разницы между гравитацией и ускорением, а сама гравитация равноценна кривизне пространства. Именно это замечание позволило Эйнштейну на кончике пера предсказать существование чёрных дыр. С другой стороны, согласно специальной теории относительности, скорость света является предельной, и объект, движущийся со скоростью света, не испытывает течения времени (время для него застывает).
Брайан Кокс в своей книге «Wonders of the Universe» предполагает, что реальность может быть устроена прямо противоположным образом: мы можем обитать на трёхмерной поверхности замкнутой четырёхмерной Вселенной, и эта четырёхмерная Вселенная (почти) равномерно расширяется со скоростью света. В таком случае все точки трёхмерной поверхности будут разбегаться друг от друга ровно со скоростью света. Из этого следует, что четвёртое пространственное измерение мы воспринимаем как время. Объект, стационарный во времени, должен казаться нам движущимся в пространстве ровно со скоростью света.
Если мы живём на поверхности замкнутой четырёхмерной Вселенной, подобной шару (односвязной) или тору (многосвязной), то такой объект может вращаться, и угловой момент этого вращения воспринимался бы нами именно как «тёмная энергия» неизвестного происхождения. Кроме того, в такой трактовке типичная чёрная дыра может оказаться компактным истинно четырёхмерным объектом. Если горизонт событий чёрной дыры является трёхмерной поверхностью, а «радиус» чёрной дыры пролегает в четвёртом измерении (с нашей точки зрения – во времени), то обычная материя, попадающая в чёрную дыру, на самом деле в неё не падает, а просто распределяется в трёхмерном горизонте событий.
В заключение - ещё раз о флуктуациях реликтового излучения
Если допустить, что форма нашей четырёхмерной Вселенной аналогична шару, тору или бутылке Клейна, то находится объяснение не только её потенциальной кривизне, но и аномалиям реликтового излучения. Возможно, на этапе инфляции мы оказались в одном из стремительно расширяющихся «пузырей» в составе Мультивселенной.
По мнению Эндрю Лиддла из Эдинбургского университета, на этапе инфляции наша вселенная могла испытать гравитационное воздействие соседних вселенных. Исследовательская группа Мэтью Клебана из университета штата Нью-Йорк, в свою очередь, предположила, что аномалии в структуре РИ могут быть обусловлены столкновением с соседней вселенной.
Таким образом, для уточнения или опровержения этих гипотез первым делом нужно уточнить, какова кривизна нашей Вселенная и какова истинная форма окружающего космического ландшафта. Возможно, ответы на эти вопросы появятся, когда мы сможем исследовать область Вселенной, в 200-400 раз превышающую по диаметру наблюдаемую ныне часть космоса.
Комментарии (53)
funca
00.00.0000 00:00+2В сферической Вселенной параллельные прямые пересекаются подобно меридианам на земном шаре
На земном шаре есть так же парелли, которые в отличие от меридианов, не пересекаются. Поэтому их так и назвали. Почему нельзя взять их в качестве аналога параллельных прямых на плоскости?
avshkol
00.00.0000 00:00+1Да, если мы движемся с одинаковой скоростью, но по разным параллелям Земли, расстояние между нами изменяется. Таким образом, в искривленной Вселенной два параллельных луча света через какое-то время, окажется, прошли разные расстояния?
CaptainFlint
00.00.0000 00:00+16Параллели не соответствуют определению прямых линий, так как не задают кратчайшее расстояние между точками. Кратчайшим расстоянием между двумя точками на сфере всегда будет участок окружности с центром, располагающемся в центре сферы, и проведённой через эти две точки. Центры параллелей же находятся не в центре Земли (кроме экватора), а на её оси.
roach1967
00.00.0000 00:00+2Центры параллелей же находятся не в центре Земли (кроме экватора), а на её оси.
И именно поэтому не являются прямыми (кроме экватора).
А любые две прямые пересекаются в двух точках. Причём расстояние между этими точками всегда одинаково при любом расположении прямых (половина экватора).
(уточнение для funca)
Devise1612
00.00.0000 00:00+2потому что они не являются "прямыми" - кратчайшим расстоянием между двумя точками. ну или иным чем, смотря как "прямая" определять.
статья вообще выглядит очень плохо адаптированной с терминами, как машинный перевод
например
Измеренная к настоящему времени кривизна пространства показывает, что наблюдаемая часть Вселенной неотличима от плоскости.
это единственный абзац где собственно говорится о чем именно статья. в остальной части статьи надо собственно знать что есть кривизна пространства вселенной, есть топология пространства вселенной и есть кривизна вселенной АКА тензор Эйнштейна.
в общем не сильно соответствует термину "научпоп"
Tarakanator
00.00.0000 00:00Потому, что параллели не прямые.
Если вы рассмотрите параллель около полюса, то это будет круг.
Естественно рассуждение имеет смысл только для двумерного существа, живущего на сфере. Для трёхмерного существа нам придётся гнуть линии в 4-м измерении, что я представить не могу.
iShrimp
00.00.0000 00:00Гиперсферу можно представить себе по аналогии с обычной сферой. Мысленно разделим сферу на две половины - свою, где находится наблюдатель, и противоположную. Свою полусферу мы видим почти как обычное Евклидово пространство - прямые лучи расходятся, предметы при удалении кажутся меньше. Но, достигнув экватора, предметы перестают уменьшаться. Лучи при этом плавно перегибаются за границу нашей полусферы и как бы разворачиваются назад, но входят уже в противоположную (она проецируется на нашу и геометрически идентична ей, но проходит где-то рядом, параллельно). Лучи начинают сходиться, и мы видим предметы за экватором увеличенными, чем дальше, тем крупнее, как под лупой, а за ними - растянутое на всё поле зрения, как в фокусе лупы, изображение противоположного полюса. Если в нём ничего нет, то лучи проникают дальше, и возникает перевёрнутая панорама вида из противоположного полюса.
На Youtube можно найти трейлеры и видео из игры Hyperbolica, в которой один из миров - гиперсфера, а также много других наглядных визуализаций.
Tarakanator
00.00.0000 00:00Визуализиции то наглядные... вот смотрю я на них и понимаю, что да, так можно. Но бутылку клейна вообразить не могу.
mayorovp
00.00.0000 00:00+1Что странно, ведь бутылка Клейна — почти нормальный трёхмерный объект, которому достаточно двух слоёв трёхмерного евклидова пространства.
Почти точную модель бутылки Клейна можно даже изготовить...
Tarakanator
00.00.0000 00:00Может быть я неточно выразился.
Я разумом понимаю что 4д бутылка Клейна возможна. И даже понимаю как она устроена. Но вообразить 4д объект целиком не могу. Даже если он такой простой как бутылка Клейна.Devise1612
00.00.0000 00:004D не значит в обязательном порядке именно "пространственное" измерение дополнительное. Есть куча способов обозначить эту степень свободы для наглядности, от цвета до, например, локального вектора скорости жидкости/газа.
Кроме того, вы учтите что 3D объект вы не сразу воспринимать начинаете - вы годы наблюдаете плоскую картинку и то восприятие глубины зависит от того как много раньше вы имели дело с наблюдаемыми объектами. Лет 5 если посмотреть по 18 часов в день смоделированные в VR 4D объекты спроецированные математически - может вообще начнете "по памяти" преобразования Лоренца решать
JPEGEC
00.00.0000 00:00+6в такой «многосвязной» Вселенной свет мог бы перемещаться сразу по
многим траекториям. В таком случае наблюдатель видел бы несколько
«изображений» одной и той же галактики, но считал бы их разными, как в
зеркальном лабиринте.Я правильно понимаю что наблюдатель видел бы несколько изображений одной и той же галактики в разное время ее существования? То есть изображения были бы, мягко говоря, не сильно идентичные?
red_elk
00.00.0000 00:00+6Есть явления, позволяющие уже на небольшом расстоянии усомниться в том, что Земля плоская – например, постепенное появление корабля из-за горизонта – но в средние века этот феномен объясняли атмосферной рефракцией.
То что Земля не плоская было известно задолго до средних веков, как минимум со времён Эратосфена.
mayorovp
00.00.0000 00:00+2В сферической Вселенной параллельные прямые пересекаются подобно меридианам на земном шаре
Если прямые пересекаются — они не являются параллельными. Это даже на сфере работает.
MishaRash
00.00.0000 00:00+1Если прямые пересекаются — они не являются параллельными. Это даже на сфере работает.
Не вполне. Пятый постулат Евклида работает только в плоском пространстве. Можно, конечно, сказать, что в других геометриях термин "параллельные" неуместен, но он всё же часто применяется.
gres_84
00.00.0000 00:00Вполне по определению. В статье некорректное сочетание слов, пересекаются прямые, параллельные данной.
MishaRash
00.00.0000 00:00Перепроверил, был неправ — в сферической геометрии всё же обычно говорят, что параллельных прямых нет.
iShrimp
00.00.0000 00:00+2В плоском пространстве через точку, не лежащую на прямой, можно провести только одну параллельную прямую. В гиперболическом пространстве их можно провести бесконечно много, т.к. параллельные прямые расходятся. В сферическом пространстве нельзя провести ни одной, т.к. прямые пересекаются всегда.
ababich
00.00.0000 00:00+6На протяжении десятков лет считалось, что Вселенная плоская, а также что она исключительно ровная, изотропная. Идея об изотропии Вселенной прямо следует из инфляционной теории, сформулированной на рубеже 1970-х и 1980-х
1)"Идея об изотропии Вселенной" - это наблюдательный факт, который следует из нашего повседневного опыта . Мы вынуждены были в качестве основного постулата космологии принять идею об однородности и изотропности Вселенной. А иначе нельзя: о какой науке может идти речь , если бы законы физики во Вселенной и свойства Всленной были бы разными в разных частях Вселенной
2)а теория инфляции это уже была попытка ответа на вопрос, почему причинно не связанные части Вселенной тем не менее "синхронизированы"
sim2q
00.00.0000 00:00+4Возможно, ответы на эти вопросы появятся, когда мы сможем исследовать область Вселенной, в 200-400 раз превышающую по диаметру наблюдаемую ныне часть космоса.
Обнадёживает :)
DGN
00.00.0000 00:00+2Как бы мы это могли бы сделать, если и так видим все что удаляется со скоростью ниже световой?
ababich
00.00.0000 00:00+7Очевидно, что с увеличением радиуса Вселенной увеличивается и её масса. Это утверждение можно перефразировать как «пространство обладает массой» — в космологических масштабах это одновременно означает, что пространство обладает энергией, поскольку в данном случае масса и энергия эквивалентны. Энергия космического пространства также называется энергией вакуума или тёмной энергией. Но возникает парадокс: по мере расширения Вселенной плотность трёхмерного пространства падает. Таким образом, источник, из которого подпитывается масса Вселенной, в трёхмерном пространстве не наблюдается.
1)выглядит как чушь, но возможно это очень-очень неудачная формулировка... и в чем "парадокс" - тоже не ясно
2)нет такого понятия, как "плотность трёхмерного пространства " (наверное под трехмерным пространством имелось ввиду пространство , содержащее барионную материю...но это тоже мягко говоря ... чушь ... именно в такой формулировке ... да и по сути тоже)
3)возможно, имелось ввиду следующее : по мере расширения Вселенной плотность "обычной" барионной материи (энергии) падает ... если так, то да, так оно и есть
4)а плотность темной энергии не падает ... так как вероятно в процессе расширения Вселенной "образуется" новое дополнительное пространство , а темная энергия - это вероятно неотъемлемая часть пространства ... ну и вероятно эта темная энергия обладает свойствами "антигравитации" , то есть пространство всегда "расширяется" .... если рассуждать в категориях "физического вакуума" , то уравнения состояния вакуума (мягко говоря гипотетическое) выглядит специфически ... там разные знаки справа и слева... то есть давление отрицательно ... это значит - расширение
И еще :
В 2018 году группа учёных под руководством Джозефа Силка из Манчестерского университета закончила многолетний анализ данных «Планка», и по результатам этой работы было с 99%-й вероятностью установлено, что Вселенная не плоская, а обладает кривизной.
Измеренная к настоящему времени кривизна пространства показывает, что наблюдаемая часть Вселенной неотличима от плоскости.
если я ничего не перепутал и правильно понял, то в этих двух предложениях содержаться противоположные утверждения
Devise1612
00.00.0000 00:00И еще :
В 2018 году группа учёных под руководством Джозефа Силка из Манчестерского университета закончила многолетний анализ данных «Планка», и по результатам этой работы было с 99%-й вероятностью установлено, что Вселенная не плоская, а обладает кривизной.
Измеренная к настоящему времени кривизна пространства показывает, что наблюдаемая часть Вселенной неотличима от плоскости.
если я ничего не перепутал и правильно понял, то в этих двух предложениях содержаться противоположные утверждения
это издержки перевода - во втором абзаце имеется ввиду что наблюдаемое пространство как минимум псевдоевклидовое. А в первом - что космологический член действительно ненулевой а не какая-то поправка от системы отсчета, не важно чем его наличие вызвано
ababich
00.00.0000 00:00А в первом - что космологический член действительно ненулевой а не какая-то поправка от системы отсчета, не важно чем его наличие вызвано
а где вы у Силка увидели обсуждение связи между космологическим членом и кривизной пространства?
это издержки перевода - во втором абзаце имеется ввиду что наблюдаемое пространство как минимум псевдоевклидовое
1)перевода чего? где можно посмотреть оригинал?
2)а как вы из очень простого содержания очень простого предложения умудрились сделать такие потрясающие выводы?
3)я подозреваю, что в вашем понимании "псевдоевклидовое" - это почти эвклидово :))))
4)а можете объяснить оно тут причем
5)Пространство Минкoвского к нашей Вселенной вообще отношения не имеет
надо собственно знать что есть кривизна пространства вселенной, есть топология пространства вселенной и есть кривизна вселенной АКА тензор Эйнштейна.
Кривизна Вселенной и тензор Эйнштейна не то что не тождественные вещи, но даже существенно различные и мало связанные между собой вещи :))))
Devise1612
00.00.0000 00:001)перевода чего? где можно посмотреть оригинал?
2)а как вы из очень простого содержания очень простого предложения умудрились сделать такие потрясающие выводы?
это не оригинальная статья а компиляция, гуляет по разным ресурсам вот уже полгода точно. Основные источники англоязычные, а автору никто не объяснил что flat span не совсем "плоское" значит. Собсно вот в таком виде и гуляет, с "оригинальным" переводом про "плоскую вселенную". оригинал смысла искать нету - ничего особого там нет, просто ОТО+космология
я подозреваю, что в вашем понимании "псевдоевклидовое" - это почти эвклидово
не почти а "локально" - тоже известный момент с переводом.
Пространство Минкoвского к нашей Вселенной вообще отношения не имеет
а где Вы в моем комментарии обратное увидели? И где вообще я писал про Минковского???
а где вы у Силка увидели обсуждение связи между космологическим членом и кривизной пространства?
я вот прям даже затрудняюсь ответить. ничего что он в своей работе прямо сравнивает решения с ненулевым членом и наблюдаемое?
Кривизна Вселенной и тензор Эйнштейна не то что не тождественные вещи, но даже существенно различные и мало связанные между собой вещи
у меня в комментарии вообще-то так и написано. а вот в статье - нету прямых указаний что есть что, хотя рассматриваются все три понятия
ababich
00.00.0000 00:00+1у меня в комментарии вообще-то так и написано.
что значит "так" ?
вы пишите
кривизна вселенной АКА тензор Эйнштейна.
АКА в переводе со слэнгового на литературный означает тождественность...
а я и обратил внимание , что
Кривизна Вселенной и тензор Эйнштейна не то что не тождественные вещи, но даже существенно различные и мало связанные между собой вещи :))))
Devise1612
00.00.0000 00:00что значит "так" ?
то и значит, можно выделить как минимум 3 вида кривизны/отклонения от плоского пространства разного происхождения
АКА в переводе со слэнгового на литературный означает тождественность...
один из этих трех - обусловлен ненулевым тензором Эйнштейна
а я и обратил внимание
вы отрицаете искривление пространства-времени под воздействием массы/энергии?
ababich
00.00.0000 00:00вы отрицаете искривление пространства-времени под воздействием массы/энергии?
нет, я о том, что вы отождествили "кривизну Вселенной" и тензор Эйнштейна ... предлагаю быть все же точнее в терминах... первое- это глобальное, а тензор это уже про локальную метрику пространства-времени ...
доказано что наша вселенная - как минимум псевдоевклидова.
а можете подробнее? о том где, когда кем доказано?
и это действительно имеет отношение к космологии и к реальной вселенной и содержит в себе реальный физический смысл?
я к сожалению пока не понял смысла употребления вами этого термина ... тем более к контесте этой заметки на Хабре и темы заметки
Devise1612
00.00.0000 00:00вы отождествили "кривизну Вселенной" и тензор Эйнштейна
тензор Эйнштейна и есть кривизна, одна из слагаемых суммарной наблюдаемой
первое- это глобальное
нет такого, это условно лямбда-член а мы его не знаем и узнать не можем
а можете подробнее? о том где, когда кем доказано?
стопицот опытов с интерферометрами на ортогональных пучках, последние сто лет. локально пространство не отличимо от евклидова. у нас в смысле, в окрестностях Солнца.
странно что вы не в курсе - это 1 курс физики в ВУЗе.
сейчас просто они, интерферометры, дошли до того что гравитационные волны за миллионы светолет регистрируют, а вот неевклидовость пространства еще не зафиксировали
и это действительно имеет отношение к космологии и к реальной вселенной и содержит в себе реальный физический смысл?
имеет в том плане что кривизну удаленных областей нет оснований считать иначе чем лямда-членом или топологией, первый источник в посте как бы на этом и построен - кривизна наблюдается а чем обусловлена пока понять нельзя, не исключено что топология Вселенной реально отличается от нашего восприятия. Ничего такого в общем что бы отличалось от последних лет 30-50 - мало данных для выводов
я к сожалению пока не понял смысла употребления вами этого термина
ну извините, это 100 лет общепринятый термин, даже вот в посте - "плоская Вселенная" это про него. Квантмех тоже вот псевдоевклидовость постулирует. Просто за невозможностью доказательства евклидовости, но при имеющихся наблюдениях
предлагаю быть все же точнее в терминах
ничего что у меня комментарий как раз про то что термины в статье явным образом не применены, скорее всего из-за использования перевода потому как в английском языке таких проблем нет? что собственно повышает требования к читателям и сильно
тензор это уже про локальную метрику пространства-времени
раз про термины то будем считать что вы описались случайно
ababich
00.00.0000 00:00нет такого, это условно лямбда-член а мы его не знаем и узнать не можем
1)чего именно нет?
2)что "это" такое, которое вы назвали "условно лямбда-член" ?
3)а что, "это" действительно имеет отношение к "кривизне Вселенной" ?
лямбда-член, насколько я помню точно не имеет отношения
4)вы хотите сказать, что кривизна и лямбда-член как-то связаны? или вообще ну сильно-сильно связаны? :)))
сейчас просто они, интерферометры, дошли до того что гравитационные волны за миллионы светолет регистрируют, а вот неевклидовость пространства еще не зафиксировали
Квантмех тоже вот псевдоевклидовость постулирует. Просто за невозможностью доказательства евклидовости, но при имеющихся наблюдениях
к сожалению вы путаете "псевдоэвклидовость" которая по сути является достаточно мудреной математической абстракцией, которая не имеет отношения к нашей Вселенной, с тем фактом, что методами экспериментальной физики практически невозможно зарегистрировать отклонение нашей топологии от "плоского мира" , то есть от "эвклидовой геометрии" .... псевдоэвклидовый - это не значит "почти эвклидовый" ... ну возьмите что ли почитайте, что такое "псевдоэвклидовый" ... это же вполне конкретный математический термин
Devise1612
00.00.0000 00:00"псевдоэвклидовость" которая по сути является достаточно мудреной математической абстракцией
нет, это очень просто. но да, без привлечения математики не объясняется. если в двух словах - то существуют две близкие точки одинаковой метрики при этом эти точки - разные.
соответственно в силу определения вы не можете эти две точки различить никакими способами - но что бы это понять тут уже надо знать математику
методами экспериментальной физики практически невозможно зарегистрировать отклонение нашей топологии от "плоского мира" , то есть от "эвклидовой геометрии"
причем здесь топология??? и нет, вы не правы - опровержение евклидовости это банально существование скорости света с. а доказательство псевдоевклидовости - смотрите выше, впрочем оно тождественно существованию изотропных направлений. не могу сказать что вам это говорит
2)что "это" такое, которое вы назвали "условно лямбда-член" ?
глобальная кривизна Вселенной. она не может быть определена потому что мы не знаем значения лямбда-члена, точнее отделена от него каким-либо способом. но это не она на самом деле поэтому "условно".
ну возьмите что ли почитайте, что такое "псевдоэвклидовый" ... это же вполне конкретный математический термин
да, и вы лично - его не знаете даже на уровне "слышал но забыл". как впрочем и большинство о чем я тут вам расписывал. сравнить пространство Минковского и псевдоевклидовость))) запомните - пространство Минковского это просто интерпретация СТО, наглядное объяснение. Никакого отношения к реальности оно не имеет. Но да, оно относится к псевдоевклидовым
вам этот пост не надо бы было читать, и мои комментарии тоже не стоит - лучше не знать вообще чем думать что "понимаешь", тем более такие простые базовые вещи
ababich
00.00.0000 00:00сравнить пространство Минковского и псевдоевклидовость))) запомните - пространство Минковского это просто интерпретация СТО, наглядное объяснение. Никакого отношения к реальности оно не имеет. Но да, оно относится к псевдоевклидовым
моя мысль была очень простой : все "псевдоевклидово" (и Минковского как частный случай) не имеет отношения к реальности, так что как раз это уже лишнее рассказывать мне, что "никакого отношения к реальности оно не имеет" ... я и пытался понять и выяснить у вас зачем вы вспомнили о "псевдоевклидовости" ... которая и к теме заметки не имеет отношения и к реальной Вселенной- тоже...пока не понял, что вы
тот факт, что наш мир, выглядящий плоским зачем-то называете "псевоеклидовостью" (то есть сам термин был употреблен некорректно)
Devise1612
00.00.0000 00:00вы судя по всему выпускник общетехнического ВУЗа
все "псевдоевклидово"... не имеет отношения к реальности
псевдоевклидово пространство применимо к физике использовал Эйнштейн, не помню в какой по номеру лемме о существовании локальноинерциальных системах отсчета. Это собственно 3/4 ОТО. Примерно таким же образом псевдоевклидовость вводится и в квантовой механике, из существования квантов полей. Однородность и изотропность - прямое следствие псевдоевклидова пространства.
И совершенно точно оно самым прямым образом имеет отношение к реальности что разнообразно и постоянно доказывается в течении вот уже 100 лет
Да, это в обычных ВУЗах не изучают, но блин - даже в профильных сначала 2 года математики а потом уже год собственно физики ДО того как такие вещи начинают рассматривать.
факт, что наш мир, выглядящий плоским зачем-то называете "псевоеклидовостью"
псевдоевклидовость не означает обязательную кривизну, потому собственно так и называется.
сам термин был употреблен некорректно
извините, вы лично эти термины не знаете, даже примерно. Вам 3 лет физфака для этого не хватает. Я же писал - этот "пост" требует подготовки несоизмеримой с самим понятием "научпоп". Вы видите вроде знакомые слова а что именно они означают в данном контексте - не имеете никакого понятия.
Не тратьте время
ababich
00.00.0000 00:00И совершенно точно оно самым прямым образом имеет отношение к реальности что разнообразно и постоянно доказывается в течении вот уже 100 лет
к космологии какое имеет отношение? вы же его употребили именно в этом контексте ... а в реальности мы как раз видим (и фиксируем экспериментально) вполне себе "евклидовый"
псевдоевклидовость не означает обязательную кривизну, потому собственно так и называется.
это она вами так называется ... вы чрезвычайно креативны в области космологии ... к космологии какое имеет отношение?
извините, вы лично эти термины не знаете, даже примерно.
да куда уж мне .... попробуйте погуглить на английском языке и найдите хотя бы в популярной литературе (а еще лучше в научной) употребление термина "псевдоэвклидовый" при обсуждении свойств "нашего плоского (или выглядящего плоским) мира" ... оказывается до вас как -то без этого обходились :)))) ... я ж и говорю - вы чрезвычайно креативны
Devise1612
00.00.0000 00:00в реальности мы как раз видим (и фиксируем экспериментально) вполне себе "евклидовый"
ну надо же, живой эфирщик. В 2023 году. Что ж вы сразу не сказали, я ведь прямо спросил?
употребление термина "псевдоэвклидовый"
оно, это употребление, упускается за безальтернативностью. Всем очевидная банальная вещь не имеющая альтернативы. По крайней мере в области физики
ababich
00.00.0000 00:00Эйнштейн, не помню в какой по номеру лемме о существовании локальноинерциальных системах отсчета. Это собственно 3/4 ОТО.
надеюсь это описка
Devise1612
00.00.0000 00:00ну да, возможно 90%. Вы если не знали то его две леммы - строго доказываются, а собственно уравнение - просто постулируется, тем более с "коофициентом научной подгонки"
MishaRash
00.00.0000 00:00+1нет, я о том, что вы отождествили "кривизну Вселенной" и тензор Эйнштейна ... предлагаю быть все же точнее в терминах... первое- это глобальное, а тензор это уже про локальную метрику пространства-времени ...
Если быть совсем точным, то тензор Эйнштейна выражается через тензор кривизны Риччи, который в свою очередь является свёрткой тензора кривизны Римана, несущего 4 индекса. Это всё считается для полной 4-мерной метрики и связывается с космологической постоянной и тензором плотности энергии-импульса через уравнение Эйнштейна. Тензор Римана считается наиболее полным описанием кривизны, и он может быть ненулевым при нулевом тензоре Риччи из-за потери информации при свёртке.
Космологический принцип гласит, что Вселенная однородна и изотропна на крупных масштабах (от сотен мегапарсек), откуда следует, что по большому счёту все тензоры из предыдущего абзаца везде одинаковые. (Тем не менее, на малых масштабах могут наблюдаться существенные отклонения.) Поэтому ваше деление на глобальное и локальное кажется неправильным.
Кривизна Вселенной, о которой говорится в этой статье — пространственная, т.е. берётся 3-мерная пространственная метрика при фиксированном времени и для неё считаются тензоры кривизны. Насколько я помню, требование однородности и изотропности оставляет лишь один независимый компонент, о котором обычно и идёт речь. Пространственная кривизна будет входить в полную пространственно-временную кривизну, но из-за динамики во времени появляются и другие члены, связанные с масштабным фактором и его производными.
ababich
00.00.0000 00:00-1а где Вы в моем комментарии обратное увидели? И где вообще я писал про Минковского???
что Минковского, что псевдоэвклидово - без разницы... это одно и то же, но оно к нашей Вселенной в принципе отношения не имеет и иметь не может ... а вопрос возник именно к вам и к вашему комментарию, так как автор этой заметки на Хабре о нем не упоминал и близко ... и я - тоже
Devise1612
00.00.0000 00:00что Минковского, что псевдоэвклидово - без разницы
фига себе, это где такому сейчас учат? псевдоевклидово - может быть почти любым, в том числе и вполне евклидовым. это очень слабое утверждение, для него достаточно локальной однородности полей
оно к нашей Вселенной в принципе отношения не имеет и иметь не может
доказано что наша вселенная - как минимум псевдоевклидова. Какое отношение алгебра Минковского к этому имеет?
автор этой заметки на Хабре о нем не упоминал и близко
о чем и речь - характерные словосочетания вызванные плохой адаптацией перевода в этой компиляции очень заметны, а принципиальные различия - не выделены. плохая компиляция, для ее чтения надо существенно бОльший уровень иметь чем у обычного научпопа
вопрос возник именно к вам
ну знаете, ваше заявление про алгебру Минковского и псевдоевклидовость пространства вызывает один большой вопрос к Вам
Tarakanator
00.00.0000 00:00Почему если тёмная эрнергия эквивалентна массе, она расталкивает материальные объекты, а не собирает в кучу?
Dmitry_Dor
00.00.0000 00:00+4Космологическая постоянная
Ну, так как-то…
Самое простое объяснение заключается в том, что тёмная энергия — это просто «стоимость существования пространства»: то есть любой объём пространства имеет некую фундаментальную, неотъемлемо присущую ему энергию. Её ещё иногда называют энергией вакуума, поскольку она является энергетической плотностью чистого вакуума. Это и есть космологическая постоянная… Космологическая константа имеет отрицательное давление, равное её энергетической плотности… Согласно общей теории относительности, гравитация зависит не только от массы (плотности), но и от давления, причём давление имеет бо́льший коэффициент, чем плотность. Отрицательное давление должно порождать отталкивание, антигравитацию, и поэтому вызывает ускорение расширения Вселенной...
mayorovp
00.00.0000 00:00Если коротко, то потому что она отрицательная.
Tarakanator
00.00.0000 00:00+1Если она отрицательная, то почему одинаково с положительной влияет на кривизну пространства?
В смысле почему отрицательная энергия гнёт пространство в ту-же сторону, что и положительная?
Tyusha
00.00.0000 00:00+3Открытая Вселенная — это за гранью моего понимания. Я верю, что Вселенеая закрытая. Это именно что вера, ибо обратное я принять не готова, и в этом меня поддержат другие мои копии (если вдруг Вселенная открыта и бесконечна).
DGN
00.00.0000 00:00Закрытая, это значит что есть нечто вовне вселенной?
Мне наоборот, проще считать что она бесконечно велика и доступна нам малая часть, остальное разлетелось и копии надежно изолированы.
Dmitry_Dor
©АиБ Стругацкие «Понедельник начинается в субботу», (1965)