Zrychlené rozpínání vesmíru způsobené gravitací

Kosmologové říkají, že zpomalené rozpínání vesmíru způsobila garavitace. Logicky tedy vzniká otázka, zda za zrychlené rozpínání, které po něm následovalo, náhodou také není zodpovědná gravitace.

X+Hubbleův diagram podle vzdálených záblesků SN Ia

    Minule jsme zde názorně ukázali, že dilatace času u vzdálených supernov typu Ia není relativistická a tedy časoprostor na těchto škálách není zakřivený ale euklidovský.
  Jak ale vysvětlit tu skutečnost, že Hubbleův zákon platí pouze pro rudý posuv z < 0,1 ?
Možná snad tak, že rozpínání není lineární, zatímco H. zákon    v =H . Dnow
je lineární vztah. Budeme tedy pokračovat v tom, co jsme naznačili dříve (1)

A vyjdeme z diagramu prof. Wrighta (2), který je sice nazván, Měření zakřivení vesmíru zakřivením Hubbleova diagramu, ale rozhodující pro nás je skutečnost, kterou popisuje a nikoliv jeho název. A to jsou dnešní vzdálenosti a rychlosti supernov, které kdysi dávno vybuchly.

Nyní vyjděme z homogeního vesmíru, ve kterém necháme proběhnout zmíněné nelineární rozpínání a nahlédneme, jaký to má důsledek pro gravitaci.

Nechť proběhne nelinární expanze podle diagramu De – D, jehož zakřivení jsme zvolili analogicky podobné tomu, jako je na diagramu Ned Wrighta. D jsou vzdálenosti před expanzí a De jsou vzdálenosti po expanzi.   Nyní zvolme vzdáleného pozorovatele RO a střed rozpínání CE, které nejsou totožné. Kolem pozorovatele zvolíme kouli s konstanní hustotou hmoty. Její gravitační účinky na pozorovatele jsou proto nulové.

Homogenní  koule se pak v důsledku expanze časoprostoru posune dál od CE a během této nelinární expanze změní tvar na nehomogenní ovoid, který má na levé straně větší poloměr zakřivení než na opačné straně. Již na první pohled je zřejmé, že gravitační působení tohoto ovoidu na pozorovatele nebude nulové, protože hmota s menším poloměrem zakřivení je blíž k pozorovateli než hmota na opačné straně. A gravitace jak známo klesá se čtvercem vzdálenosti, gravitace tedy bude působit ve směru expanze, kterou by pak mohla v této části vesmíru urychlovat, pokud zde taková expanze probíhá.   Můžeme podotknout, že gravitace se šíří rychlostí světla, takže gravitačně na pozorovatele působí pouze ta část vesmíru, kterou skutečně může pozorovat, nikoli celý vesmír. Konstrukce tohoto ovoidu je velmi jednoduchá: Pozorovatel RO je ve vzdál. 10, bod ROe musí být potom ve vzdálenosti 10e. Bod A je ve vzdálenosti 6 od CE, bod Ae pak ve vzdálenosti 6e a musí ležet na spojnici CE – A, atd. Také si můžeme všimnout, že povrch kulového vrchlíku opsaného bodem A kolem vodorovné osy se expanzí do bodu Ae zvětší více než stejně velký vrchlík opsaný bodem B. Ten první vrchlík tedy expandoval více, jeho hustota bude tedy menší než vrchlíku na opačné straně. A to je další důvod, proč gravitace směřuje pryč od CE. Vesmír se pak stává nehomogenním, protože střed rozpínání se poněkud vyprazdňuje. Avšak pozorovatelé, kteří jsou poblíž středu rozpínání toto nepozorují, protože jim se vesmír jeví ve všech směrech stejný.

Prameny:

1. http://dudr.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=360575
2. http://www.astro.ucla.edu/~wright/sne_cosmology.html
3.