Возраст вселенной и замедление времени

Учитывая наши знания и стандартную космологическую модель, мы оцениваем, что возраст Вселенной составляет около 13,7 миллиардов лет.

Какой смысл говорить о возрасте вселенной в целом?

Мы можем наблюдать замедление времени, поэтому мы знаем, что время проходит по-разному для наблюдателей, движущихся с разными скоростями (специальное релятивистское замедление времени) или расположенных на разных расстояниях от центров сильных гравитационных полей (что объясняется общей теорией относительности). Является ли предполагаемый возраст вселенной свойством вселенной или нас как ее наблюдателей?

Будет ли другой наблюдатель воспринимать возраст вселенной, чтобы быть другим? Разные части вселенной имеют разные возрасты? Применяются ли принципы специальной теории относительности, даже если мыслить в универсальном масштабе?

Ответ: да, замедление времени влияет на то, сколько времени испытывает наблюдатель с момента большого взрыва до настоящего (космологического) времени.

Однако существует определенный набор специальных наблюдателей, называемых сопутствующими наблюдателями, это те наблюдатели, которым Вселенная кажется изотропной. Например, мы можем сказать, что Земля движется со скоростью около 350 км / с относительно соседнего сопутствующего наблюдателя, измеряя анистропию на космическом микроволновом фоне (на самом деле это вызывает относительно большую анистропию, изображения CMB, которые вы видите из WMAP, и т. д. с этой анистропией учтено).

Одним из особых свойств сопутствующего наблюдателя во Вселенной является то, что они максимизируют возраст Вселенной, то есть ни один другой наблюдатель не может испытать больше времени после Большого взрыва, чем сопутствующий наблюдатель (в случае, если вы спросите, нет наблюдателя, который минимизирует время с большой взрыв). Когда мы говорим о возрасте Вселенной, мы говорим о возрасте Вселенной с точки зрения сопутствующего наблюдателя.

В стандартной модели юниверс выглядит одинаково для всех местоположений, перемещающихся в локальном фрейме покоя. Это включает в себя его видимый возраст. Вы можете определить, находитесь ли вы в локальном кадре покоя, если расширение галактик вокруг вас симметрично во всех направлениях, а микроволновый фон также одинаков во всех направлениях. Проще говоря, любая цивилизация в любой галактике в видимой вселенной будет измерять тот же возраст вселенной, что и мы.

Однако если бы некоторый объект смог двигаться со скоростью, близкой к скорости света, относительно его локальных рамок покоя, которые бы постоянно менялись, в течение значительной части возраста вселенной, имелось бы релятивистское замедление времени, и этот объект не состарился так сильно, как остальная часть вселенной. То есть, если бы на борту были часы, это заняло бы меньше времени. Однако, поскольку для этого требуются постоянные ускорения и огромная энергия, ни одно из известных нам явлений природы не могло бы этого испытать.

Если объект ускоряется до скорости света, а затем отключает свои двигатели, то из-за расширения Хаббла он будет перемещаться в места, где относительно новых локальных галактик он больше не приближается к скорости света и, следовательно, замедление времени как увиденное местными наблюдателями отваливается. Космологи обычно используют расширяющиеся координаты, которые расширяются во времени с глобальным масштабом, чтобы сделать вычисления. При расширении координат этот эффект проявляется как фиктивная сила (возникающая в результате преобразования системы координат), которая действует, чтобы ослабить скорости.