Здравствуйте, gyraboo, Вы писали:
G>Поясните, кто шарит — если согласно современной космологии пространство расширяется, значит ли это, что расширяется ли пространство внутри, скажем, коробки? Т.е. если измерять пространство путём подсчета среднего кол-ва квантовых флуктуаций на кубический метр, то при космологическом расширении пространства получается, что этот "кубический метр" постоянно "растёт", т.е. с каждой новой секундой внутри него увеличивается среднее число флуктуаций? Или же расширение пространства — это нечто другое? Тогда что? Привидете понятный бытовой пример.
Не смог понять твое определение через квантовые флуктуации. Оно какое-то странное. Попробую объяснить без них. Тут на самом деле очень много факторов:
1. Стенки коробки состоят из атомов. Вследствие расширения Вселенной эти атомы каждую секунду становятся чуточку дальше друг от друга.
2. Расстояния между атомами определены константами электродинамики. То есть по мере расширения пространства стенки коробки непрерывно стягиваются электромагнитными силами (силам упругости материала). Поскольку ускорение от электромагнитных сил на несколько порядков превосходят ускорения хаббловского расширения. А стенки коробки просто будут испытывать ускорение. Таким образом, размер коробки и ее объем будут оставаться относительно постоянными почти до самого конца существования Вселенной. В последние минуты скорость хаббловского расширения превзойдет силы электромагнитного взаимодействия, и коробку сначала разорвет на куски, а потом превратит в облако плазмы. Это в сценарии вселенной-черной дыры и аналогичных.
3. В терминах пространства, объем коробки по определению равен объему пространства внутри коробки. Так как параметр Хаббла растягивает пространство равномерно. То есть, если определить коробку как математическую абстракцию из шести плоскостей в пространстве, собственный объем зависит только от пространственных координат поверхностей. При расширении пространства, если координаты привязаны к метрике, соответствующий объем будет постоянным. Если мы будем пересчитывать пространственное положение плоскостей по мере измерения метрики, то есть у нас будет математически жесткая коробка, тогда и собственный, и соответствующий объемы будут постоянными. Разница появляется только в системе пространства-времени, где появляются времяподобные геодезические. Как раз в таком пространстве мы и живем. То есть несовпадение объема коробки возникает из-за релятивистских эффектов, и соответственно появляются на релятивистских скоростях расширения. А это сейчас ну очень большая скорость. Такая возникает, на коробках размерами сопоставимая с нашей вселенной. То что ты описываешь похоже на изменение коэффициента кривизны пространства. Но Параметр Хаббла не влияет на коэффициента кривизны — для нашей он очень близок к нулю. Соответственно расширение не будет влиять на объем математической коробки, поскольку кривизна пространства остается постоянной. Искривления возникнут из-за релятивистских эффектов.
4. Мы находимся в гравитационном колодце, где пространство деформировано эффектами релятивистской механики. Причем величина этой деформации на много порядков больше, чем величина параметра Хаббла. И это будет продолжаться почти до самой гибели Вселенной. Это легко понять таким способом: ты отпускаешь коробку. Если коробка улетает в небеса, значит расширение уже больше деформаций гравитационного колодца. Если коробка падает — значит пока еще гравитационный колодец сильнее. То есть для таких экспериментов надо лететь в ну очень глубокий космос.
5. Если ты возьмешь идеально жесткую физическую коробку, поместишь ее в идеальный вакуум, то из-за релятивистских эффектов коробка будет деформироваться. Но в таком случае пространство в коробке будет не больше, а меньше ее объема из-за деформаций коробки. Так как стенки коробки движутся с ускорением, она, и как следствие ограниченное ей пространство, будет неизбежно деформироваться из-за релятивистских эффектов. При том само определение слов больше и меньше зависит от точки зрения.
6. Любая реальная коробка не идеально жесткая, расширение пространства под действием параметра Хабла, будет пытаться растянуть ее в сферу. Поскольку сейчас параметр Хаббла применим на размерах порядка скопления галактик, жесткость любой реальной коробки таких размеров будет столь мала, что ее раздует в что-то близкое к шару. Поэтому определить релятивистское искажение пространства очень трудно.
7. Поскольку искажения пространства-времени вызваны релятивистскими эффектами, объем коробки будет зависеть от точки наблюдения и скорости этой точки. Будет всего несколько траекторий, из которых мы можем наблюдать прямоугольную коробку. А из всех остальных точек она будет наблюдаться деформированной. Собственно, искажения пространства так проявляются, в том что наблюдаемые объекты деформируются.
8. Величина разницы деформаций в ближайшие несколько миллиардов лет будет очень ничтожной. Если, конечно, брать коробку каких-то разумных размеров. Навскидку, для кубометра что-то порядка 40 порядков разницы. Величина взята методом — пол, палец, потолок. То есть для коробки размером с морской контейнер разница будет с молекулу.
У нас на Земле пространство в коробке больше, чем объем коробки из-за деформаций пространства, вызванных гравитационным колодцем. Собственно, этому удивительному факту и посвящена ОТО. Обычно все это объясняют через свет, так как деформацию пространства очень просто измерять по пути луча света. Но это в принципе должно быть справедливо для всех других форм взаимодействия. Ну тут у нас есть некоторые проблемы с квантовой механикой. Но это отдельная боль физиков.
В целом это будет выглядеть не прикольно. Даже на очень больших скоростях расширения, соответствующих последним минутам существования организованной вселенной (в случае сценария Big Rip). Просто как какие-то ничтожные оптические искажения. В зависимости от позиции наблюдателя коробка будет слегка деформироваться. То есть не будет выглядеть строго прямоугольной. В основном параметр Хаббла будет проявляться в том, что коробки галактических размеров будут деформироваться в подушечки. Реально странно это начнет выглядеть, только если пространство начнет расширяться с ускорением, когда расширение достигнет релятивистских скоростей. Но к тому времени любую реальную коробку разорвет в плазму.
P.S. Все это антинаучный бред. Космология не относится к науке, так как не соответствует критерию Рассела. Мы не можем в данный момент придумать никакой реальный эксперимент по созданию новых вселенных, или провести независимое наблюдение, или сделать любую другую фигню, которая полностью опровергнет любую из наших гипотез. Вследствие этого я, например, встречал вполне научную статью, где доказывается, что параметр Хаббла не действует на локальные объекты от слова совсем. То есть есть такой размер, где параметр Хаббла включается как рубильник, что, конечно, звучит как бред, но это ровно такой же бред, как и любые рассуждения про параметр Хаббла в принципе.
P.P.S. Большая часть этого текста писалась пока у меня была температура. Я вообще сюда в основном в таком состоянии и пишу. Так что в тексте наверняка есть горячечный бред, но искать его мне лень. Думаю и в таком виде он боле-мене отвечает на твой вопрос.
