O diâmetro do meu universo observável é 90 bilhões de vezes medido na distância adequada. Mas não é uma quantidade relativa na teoria da relatividade? Um observador se movendo a uma velocidade diferente da minha poderia medir um diâmetro diferente para o meu universo observável?
Se o observador sempre estiver se movendo em alta velocidade, sim, ele medirá um valor diferente do seu. Mas se ele acelerasse em alta velocidade agora, você obteria o mesmo resultado.
A razão é que o raio do Universo observável é definido como a distância que a luz teve tempo de percorrer desde o Big Bang, e isso não depende da sua velocidade instantânea.
No entanto, se um observador começar a se mover, digamos, 0,866 vezes a velocidade da luz quando o Universo nasceu, então, no quadro de referência desse observador, o Universo será apenas 1/2 a idade medida por você, ou seja, 6,9 Gyr. Nessa idade, o raio do universo observável era de apenas ~ 39 Gly, ou seja, ~ 0,8 vezes o valor presente.
Observe que, para que esse resultado seja exato, o observador precisará acelerar lentamente. A razão é que, em um universo em expansão, uma determinada velocidade "peculiar" é escrita. a matéria circundante diminuirá lentamente, porque o sistema de coordenadas em expansão se expande com o Universo. Por exemplo, um observador começando com no momento em que o fundo cósmico de microondas foi liberado 380.000 anos após o Big Bang, só estaria se movendo a 80 km / s hoje se ele não continuasse acelerando.
Se o observador fosse esperto, provavelmente perceberia que não vivia em um universo assimétrico, onde toda a matéria parecia estar girando perto da velocidade da luz, mas que o Universo era bastante isotrópico, mas de alguma forma, ele adquirira uma velocidade alta respeitando todo o resto. Seria então possível deduzir a era "verdadeira" do Universo.
O que um observador veria se estivesse se movendo quase à velocidade da luz? Eles veriam as distâncias ao longo da direção do movimento parecerem mais curtas, mas perpendiculares a essa direção as distâncias pareceriam normais (isto é, o mesmo que os observadores no quadro não móvel). " Imóvel ", você diz com raiva. "Todo movimento é relativo. Como pode haver um quadro imóvel?" Bem, existe um quadro especial em relação à média de toda a massa no universo visível e, nesse quadro, a radiação de fundo por microondas é uniforme em todas as direções no céu. Essa é uma estrutura natural não-móvel (e não-rotativa) para fazer cosmologia, chamada estrutura em movimento.
Agora, de volta ao quadro móvel. Lá, observa-se todas as galáxias próximas na direção do movimento com desvio para o azul e todas as galáxias próximas para trás com desvio para o vermelho. Portanto, a Lei de Hubble seria uma função da direção e seria bastante complicada, a menos que alguém fizesse todas as correções relativísticas apropriadas. Se os observadores não conhecessem a relatividade e simplesmente corrigissem a Lei de Hubble de acordo com as velocidades medidas e as distâncias independentes da velocidade, eles concluiriam que o universo tem a forma de um elipsóide oblato (muito curto em uma direção e correto na outra) 2 direções, do nosso ponto de vista). Mas, de fato, para eles, na verdade, é essa forma e eles podem viajar mais rapidamente entre estrelas e galáxias nessa direção que nós (pelo menos na direção para a frente). Claro,
Eles também observam um fundo de microondas que é um pouco mais quente em uma direção e mais frio na direção oposta e 2,7K no círculo entre elas. Se eles conhecem a relatividade, entenderão por que isso é e por que a densidade das galáxias é mais alta em uma dimensão e por que a Lei de Hubble é tão complicada. Mas sim, o universo deles será, em um sentido real, menor (em uma dimensão) que o nosso.
As galáxias têm algum movimento na estrutura de movimento e isso é chamado de velocidade peculiar. A Via Láctea está sendo puxada em direção à galáxia de Andrômeda a aproximadamente 50 km / se todo o Grupo Local é puxado em direção ao Aglomerado de Virgem (o centro do Superaglomerado Local) a 100 - 200 km / s. As galáxias no Cluster de Virgem têm uma dispersão de velocidade de 700 km / s, então algumas se movem aproximadamente o dobro disso. E uma grande região ao redor está se movendo a ~ 500 km / s devido a super aglomerados a grandes distâncias. Mas, como essas velocidades peculiares tendem a chegar a menos de 2.000 km / s, nenhuma raça alienígena terá velocidades relativísticas, a menos que estejam em uma espaçonave de sua própria autoria.
Mais uma questão. Na escala de tempo de um bilhão de anos ou vários, esse quadro móvel se moverá para um local no espaço que está se movendo a uma velocidade semelhante e, portanto, se fundirá com o quadro não móvel (mas em expansão). Então, lentamente, o universo oblato deles está se transformando em um esférico, a menos que eles tenham meios de acelerar continuamente.
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