Main menu:

Измерения на больших расстояниях

Расширение Вселенной - это расширение самого пространства, а не систематическое разбегание галактик в статическом пространстве. На первый взгляд такое противопоставление может показаться несущественным. Однако свет по-разному ведет себя в неподвижном и расширяющемся пространстве, а поскольку почти вся информация в космологии основана на анализе света и других видов электромагнитного излучения (часть информации дают космические лучи, которые представляют собой частицы вещества), это различие очень важно. Источники излучения, которые в данный момент находятся вблизи границы наблюдаемой Вселенной, были расположены близко к нам, когда излучали свет, дошедший до нас только сейчас.

Объекты, удаляюющиеся со скоростью выше световой, в момент излучения были ближе к нам. Скорость неограниченно растет по мере того, как мы заглядываем все глубже в прошлое. (Это утверждение не противоречит специальной теории относительности, поскольку она применима лишь для пространственно-временных областей, внутри которых эффекты космического расширения пренебрежимо малы.)

Заметим, что формула, связывающая величину красного смещения излучения галактики со скоростью ее удаления, отличается от соответствующих выражений как в нерелятивистском, так и в релятивистском случае, хотя и совпадает с обоими в пределе малых скоростей. Источник, удаляющийся от нас в момент излучения со скоростью света, характеризуется конечным красным смещением. Такой источник имеет наименьшие угловые размеры по сравнению с другими источниками того же линейного диаметра. В частности, источники, удаляющиеся в момент излучения со скоростью, превышающей скорость света, имеют большие угловые размеры.

Может показаться странным, что свет от источника, движущегося со скоростью, превышающей скорость света, вообще доходит до нас. Это можно объяснить так. Сначала фронт волны, излученной таким источником, действительно удаляется от нас, но по мере того как скорость расширения Вселенной уменьшается, фронт волны удаляется от нас все медленнее и наконец начинает все быстрее и быстрее приближаться к наблюдателю.