Kelajuan cahaya

Pengembangan alam semesta dan kesannya pada kelajuan cahaya yang diukur

km / saat299792.458

Kelajuan Cahaya Kosmologi

Kesan Tenaga Gelap pada Kelajuan Cahaya yang diukur

Alam semesta ini berusia 13,7 tahun, namun dalam setiap arah kita melihat kita melihat benda-benda 47 tahun cahaya jauh, yakni cahaya seharusnya memerlukan 47 tahun untuk sampai ke kita. Jadi, anda mungkin bertanya bagaimana perjalanan cahaya boleh mencapai 47 tahun cahaya pada hanya 13.7 tahun? Nah ini hanya akibat daripada pengembangan alam semesta: Cahaya terseret dari kami. Ini menjadikan pemerhati melihat cahaya masuk jauh pada kelajuan berkesan kurang dari 299792.458 km / saat dan melihat cahaya luar yang jauh pada kelajuan berkesan lebih besar daripada 299792.458 km / saat. Ini tidak bermakna bahawa foton mempercepat atau menurunkan; ini hanya Energy Dark yang mengheret bingkai inersia.

 

Para saintis baru sahaja mengesahkan kewujudan "Tenaga Gelap", satu kuasa mujarab yang misterius yang bertindak bertentangan dengan graviti. Apabila jarak itu meningkat, gaya graviti yang menarik akan berkurangan tetapi kekuatan mujarab ini meningkat. Kekerasan ini menghancurkan galaksi; Semakin jauh jarak semakin besar penolakan. Para saintis hari ini tidak tahu apa yang "Tenaga Gelap" ini, tetapi mereka tahu bahawa ia menyebabkan seluruh alam semesta berkembang pada kadar yang semakin meningkat. Untuk 7 tahun pertama selepas Big Bang, perkembangan alam semesta telah menjadi perlahan kerana kuasa graviti yang menarik lebih kuat daripada kuasa yang menjijikkan ini. Walau bagaimanapun, jarak di antara galaksi meningkat daya tarik graviti yang menarik yang lemah sementara daya yang menjijikkan ini menjadi dominan. Ini menjadikan pengembangan alam semesta untuk memasuki fasa mempercepat:

 Adakah anda masih ingat bagaimana mawar dibuka? Itulah, kelopak luar bergerak ke luar lebih daripada kelopak dalam?Bayangkan bahawa kelopak mereka mempunyai galaksi pada mereka dan bahawa kita berada di pusat mawar. Sekarang bayangkan ini membuka bukaan; semakin jauh kelopak adalah lebih cepat kemelesetan mereka dari pusat (di mana kita berada).Nah ini persis bagaimana alam semesta mengembang di sekeliling kita; galaksi yang lebih jauh adalah dari kita semakin cepat kemelesetan mereka dari kita. 
Adakah anda masih ingat bagaimana bunyi ambulans seperti ketika anda mendekati anda? Dan bagaimana ia kelihatan seperti ketika ia meresap dari anda? Suara bunyi berubah, kan? Begitu juga apabila sumber cahaya menghampiri anda atau meresap dari anda perubahan warna. Jika ia menghampiri anda, warna-warna beralih ke arah biru, dan jika ia meleleh dari anda warna-warna beralih ke arah merah. Hari ini kita tahu bahawa galaksi bergegas dari kita dari cahaya merah. Galaksi-galaksi yang lebih jauh adalah semakin berwarna kemerahan mereka kelihatan kepada kita. 
Semua pemerhati di mana sahaja di alam semesta juga melihat alam semesta melebar dari mereka dengan cara yang sama (seperti bunga mawar). Oleh itu semua orang di alam semesta menganggap bahawa dia berada di tengah-tengah Big Bang !!! Ini kerana Big Bang tidak mempunyai pusat. Lihat, jika anda terus berjalan di Bumi dalam arah yang sama, anda akan melingkari Bumi dan akhirnya kembali ke tempat anda bermula, bukan? Begitu juga jika anda meneruskan perjalanan melalui alam semesta ke arah yang sama, anda mungkin kembali ke tempat anda bermula; kita masih tidak tahu ini pasti tetapi apa yang kita pasti adalah bahawa setiap pemerhati di alam semesta menganggap bahawa dia berada di tengah-tengah Big Bang; setiap pemerhati di alam semesta melihat alam semesta melebar dari dirinya seperti mawar. 
Masa depan alam semesta mempunyai tiga senario yang mungkin bergantung kepada tenaga gelap ini: Senario pertama adalah jika tenaga gelap ini tetap dari masa ke masa; maka pengembangan alam semesta akan terus mempercepatkan selama-lamanya. Selepas seratus bilion tahun atau lebih dari sekarang kebanyakan galaksi yang dapat dilihat hari ini tidak akan kelihatan (mereka akan hilang dari pandangan kita tetapi mereka akan terus wujud). Ini dipanggil Chill Besar (sejuk & kesepian): 

Senario kedua adalah jika tenaga gelap ini meningkat dengan masa maka alam semesta akan mengalami perkembangan bencana yang melanda. Dalam masa 100 bilion tahun atau lebih dari sekarang setiap galaksi, bintang dan atom di alam semesta akan terputus !!! Ini dipanggil "Big Rip": 

Senario ketiga ialah jika tenaga gelap ini berkurangan dengan masa. Ini akhirnya membawa kepada perlambatan perkembangan alam semesta yang diikuti oleh kembalinya. Ini dipanggil "Crunch Besar". Dalam beberapa cara, senario ini menyerupai Big Bang secara terbalik:

NASA baru-baru ini menolak senario kedua (No Big Rip; lihat juga: Universe Today ). Ini meninggalkan alam semesta dengan hanya dua kemungkinan akhir: Big Chill atau Big Crunch (senario pertama atau ketiga), bergantung kepada apa yang Tenaga Gelap ini ternyata. 
Hari ini kita dapat memerhatikan galaksi 13 bilion tahun yang lalu, iaitu cahaya yang telah mengembara 13 bilion tahun sebelum ia sampai kepada kita. Jika alam semesta tidak berkembang maka cahaya dari galaksi-galaksi itu hanya memerlukan 13 juta tahun untuk mencapai kita (nisbah jarak mungkin 1000 kali). Jika perkembangan alam semesta tiba-tiba berhenti hari ini maka cahaya yang dipancarkan hari ini dari galaksi-galaksi itu memerlukan 47 bilion tahun untuk sampai kepada kita. Ini kerana pengembangan alam semesta menyebabkan cahaya inbound diseret dari kami dalam perjalanan. Oleh itu bagi pemerhati di Bumi, anjakan cahaya yang berkesan adalah berbeza daripada jarak keseluruhan yang dilalui oleh cahaya (berbeza daripada 13 bilion tahun yang didarabkan sebanyak 299792.458 km / saat). 
Apabila galaksi-galaksi yang jauh (13 bilion tahun cahaya jauh) mula-mula memancarkan cahaya ini, mereka turun dari kami pada kelajuan lebih besar daripada 299792.458 km / saat (lebih cepat daripada kelajuan cahaya tempatan kita).Bagaimanapun perkembangan alam semulajadi perlahan untuk 7 bilion tahun pertama. Ini memberikan cahaya peluang untuk mendekati Bumi. Walau bagaimanapun, perkembangan alam semesta telah mempercepatkan untuk 7 bilion tahun yang lalu. Ini menjadikan galaksi-galaksi ini menghilang dari kami hari ini dengan kelajuan lebih tinggi daripada 299792.458 km / saat. 
Kami yakin bahawa galaksi 13 bilion tahun cahaya jauh hari ini mempunyai kelajuan yang lebih besar daripada kelajuan cahaya tempatan kami. Jika alam semesta terus berkembang selama-lamanya (dua senario pertama) maka cahaya yang dipancarkan hari ini dari galaksi-galaksi ini tidak akan sampai kepada kita di masa depan lagi (mereka akan hilang dari pandangan kita). Tiada pemerhati di mana sahaja di alam semesta merasakan apa-apa percepatan kerana Tenaga Gelap ini menyebabkan jarak masa itu sendiri untuk berkembang. Tenaga Gelap ini mewujudkan ruang di mana-mana setiap saat. Sekiranya ruang ini diwujudkan setiap detik di antara titik tertentu dan bumi mengukur lebih dari 299792.458 km maka cahaya dari titik yang bergerak di 299792.458 km / saat tidak dapat sampai ke Bumi. Seorang pemerhati hari ini 13 bilion tahun cahaya menyaksikan cahaya tempatan (di lokasinya) untuk bergerak ke arah Bumi pada 299792.458 km / saat, tetapi cahaya ini tidak akan sampai ke Bumi. Lampu jauh menuju ke arah kami sebenarnya telah dijauhkan dari kami (kelajuan berkesan negatif). 
Perkembangan alam semesta menyebabkan pemerhati melihat cahaya masuk jauh pada kecepatan efektif kurang dari 299792.458 km / detik dan melihat cahaya keluar jauh pada kecepatan efektif lebih besar dari 299792.458 km / sec. Walau bagaimanapun, setiap pemerhati yang tidak mempercepatkan mengukur kelajuan cahaya secara tempatan (di lokasinya) di 299792.458 km / sec dalam sebarang arah.
Oleh kerana kelajuan cahaya yang berkesan berbeza dengan jarak dan arah maka ini bermakna bahawa jika kelajuan cahaya tempatan (atau kelajuan tempatan sesuatu objek) ditakrifkan dalam km / saat maka takrif ini akan menjadi salah bagi pemerhati jauh. Dengan menggunakan mekanik orbital klasik kita mendapati bahawa di luar medan graviti matahari 12000 Orbulan Lunar / Hari Bumi menjadi bersamaan dengan kelajuan cahaya tempatan kita. Takrif ini tidak akan menjadi salah kepada pemerhati jauh kerana 12000 Lunar Orbit / Hari Bumi adalah bebas dari arah, bergerak dengan alam semesta yang berkembang dan biasa kepada semua pemerhati. Ia juga berubah menjadi selama-lamanya. Ketahui lebih lanjut ...