Können wir Materie durch die Zeit verfolgen, indem wir verschiedene Tiefen im Raum betrachten?

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Wenn wir weit genug zurückblicken, können wir alle Ursprünge des Universums erkennen. Ist es also möglich, auch wenn dies nicht möglich ist, die Geschichte einer Materie auf ihrem Weg durch die Raumzeit zu verfolgen? Ich möchte verstehen, wie das Betrachten unterschiedlicher Tiefen in Raum und Zeit in Bezug auf die beobachtete Materie korreliert.

Wäre es zum Beispiel möglich, tief in einen bestimmten Teil von Raum und Zeit zu schauen, um eine Galaxie zu finden, die zu der Materie beigetragen hat, aus der die Milchstraße heute besteht? Folgen Sie ihm dann irgendwie durch die Raumzeit, indem Sie verschiedene Tiefen und Orte im Raum betrachten und sehen, wie es dazu kam, Teil der Milchstraße zu werden?

space-time cosmic-microwave-background dmoody256
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Antworten:

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Wäre es möglich, tief in einen bestimmten Teil von Raum und Zeit zu schauen, um eine Galaxie zu finden, die zu der Materie beigetragen hat, aus der die Milchstraße heute besteht?

Nein, das ist nicht möglich. Wenn wir das könnten, würde dies bedeuten, dass die Materie schneller von dort nach hier wanderte als ihr Licht hierher kam, und Materie kann nicht schneller durch den Raum wandern als Licht.

Wir können uns nur ähnliche Galaxien wie die Milchstraße früher ansehen. Und aufgrund der Ausdehnung des Weltraums sind diese Galaxien jetzt noch weiter von uns entfernt als damals, als sie das Licht emittierten, das wir jetzt sehen.

Galaxien entwickeln sich (meistens) isoliert voneinander, abgesehen von gelegentlichen Zusammenschlüssen oder Kollisionen zwischen benachbarten Galaxien. Die intergalaktischen Entfernungen sind ziemlich groß, daher dauert es sehr lange, bis sich die Materie von einer Galaxie zur anderen bewegt, und die Materie ist hauptsächlich durch die Schwerkraft an die Galaxie gebunden, in der sie sich befindet. Die galaktischen Fluchtgeschwindigkeiten sind ziemlich hoch, obwohl gelegentlich Sterne geworfen werden durch katastrophale Ereignisse wie Supernova-Explosionen aus der Galaxie. Aber selbst dann landen solche Schurkenkörper meist im intergalaktischen Raum. Die Chancen, dass sie in einer anderen Galaxie landen, sind ziemlich gering.

PM 2Ring
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Die Milchstraße war ein Beispiel, aber meine Frage ist allgemeiner, was ist mit anderer Sache? Könnten wir die Entstehung einer bestimmten Galaxie im Laufe der Zeit verfolgen, indem wir verschiedene Punkte und Tiefen im Raum betrachten? Und in Bezug auf Ihre Antwort Nein für die Milchstraße, können wir nicht den Ursprung aller Materie in der CMB sehen, einschließlich der Materie (oder vielleicht Energie), aus der unsere Milchstraße stammt?
dmoody256
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Es ist die gleiche Antwort - Sie fragen, ob Licht von demselben Objekt, das zu zwei verschiedenen Zeiten für dieses Objekt emittiert wird, von uns gleichzeitig gesehen werden kann. Dies würde erfordern, dass sich das Objekt mit seinem Licht bewegt, dh sich so schnell wie die Lichtgeschwindigkeit bewegt. Wenn wir stattdessen zehn Jahre lang zuschauen, können wir nur das Leben dieses Objekts für einen ähnlichen Zeitraum sehen. Tatsächlich sehen Objekte in der Vergangenheit so aus, als würde die Zeit für sie langsam vergehen, sodass Sie am Ende weniger als zehn Jahre im Leben des Objekts sehen würden.
Ken G
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@ dmoody256 Ich denke, die Verwirrung entsteht, denn je weiter etwas entfernt ist, desto älter ist das Licht, das wir von ihm erhalten. Wir empfangen das Licht eines Objekts jedoch nur einmal , nicht als eine Reihe von Schnappschüssen über Zeit und Entfernung. Das CMB wurde zum Beispiel vor 13,8b Jahren aus Materie emittiert, aber wir können dieselbe Materie nicht zu einem früheren oder späteren Zeitpunkt sehen - das würde bedeuten, dass es mehrere Kopien derselben Materie gibt oder dass sich die Materie im Universum bewegt schneller als das Licht. Die Materie in unserer Galaxie existiert zu einem früheren Zeitpunkt auch nicht anderswo.
Chappo hat Monica am
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@Chappo Ich war unter der Annahme, dass der CMB, den wir heute sehen, kurz nach dem Bing Bang alles Materie / Energie war. Daher konnten wir zu dieser Zeit und jetzt dieselbe Angelegenheit sehen, wenn Sie auf die Milchstraße und andere Tiefen des Weltraums blicken. Ich denke, meine Annahme, dass CMB alles umfasst, war falsch, aber ich untersuche es etwas genauer.
dmoody256
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@ dmoody256 Deshalb habe ich kommentiert, da die Antworten Ihr zugrunde liegendes Missverständnis nicht ansprechen. Der CMB stammt aus einer dünnen Materiehülle, die etwa 45 b entfernt ist. Es gibt Materie noch weiter entfernt, aber ihr Licht hat uns noch nicht erreicht. Es gibt Materie näher bei uns, aber das Licht, das sie bei der letzten Streuung freigesetzt hat, ist bereits an uns vorbei gegangen; wir können diese Materie erst zu einem späteren Zeitpunkt ihrer Existenz sehen . Wenn wir die Andromeda-Galaxie betrachten, können wir nicht weiter weg schauen und dieselbe Galaxie sehen, als sie jünger war: Dieses Licht ist bereits „verschwunden“.
Chappo hat Monica am
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Sie müssten das Licht einholen, das die Informationen enthält, die Sie suchen. Es ist zu diesem Zeitpunkt einige Milliarden Jahre gereist (die Erde ist ~ 4,3 Milliarden). Sie könnten also die Entstehung der Erde (Milchstraße, was auch immer) beobachten, wenn Sie sofort Milliarden von Lichtjahren von hier weg teleportieren könnten.

Wenn wir entfernte Galaxien beobachten und beginnen, sehen wir "altes" Licht. Die Ereignisse, die wir sehen, ereigneten sich vor vielen Jahren. Wenn sich eine Galaxie bildet und diese Galaxie 10 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, dann hat sich diese Galaxie bereits gebildet. Die Konfiguration zu diesem Zeitpunkt unterscheidet sich stark von dem, was wir sehen. In der Tat sind einige seiner Sterne bereits ausgebrannt. Wenn Sie in dieser Galaxie leben (oder sich sofort dorthin teleportieren könnten), würden Sie die Milchstraße sehen, wie sie vor 10B Jahren erschien.

Tim
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Um die Entstehung der Milchstraße zu sehen, müssten Sie die Photonen beobachten, die jetzt ~ 5 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind.

Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, einen Spiegel in dem weit entfernten Raum zu finden und unser eigenes Spiegelbild darin zu betrachten. Die Schwerkraft von Schwarzen Löchern kann dazu führen, dass sich Photonen vollständig drehen und zu uns zurückkehren: /physics/225693/using-a-naked-black-hole-as-a-mirror

Mit unserer derzeitigen Technologie ist dies jedoch immer noch nicht möglich, da die winzige Menge an Photonen aus unserer Reflexion unter allen anderen verloren gehen würde, beispielsweise die Strahlung von Sternen hinter dem Schwarzen Loch. Es würde ein riesiges Teleskoparray erfordern, um eine ausreichende Auflösung zu haben, um genug zu sammeln und ihre Richtung genau genug aufzulösen. Dies ist nur eine Vermutung, aber es wäre etwas auf einer Skala von Milliarden von Teleskopen, die über viele Lichtjahre Entfernung genau positioniert sind.

jpa
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Die Idee, ein extra-galaktisches Schwarzes Loch als „Spiegel“ zu verwenden, um unsere eigene Galaxie in der Vergangenheit zu sehen, ist lächerlich, und die einzige seriöse Antwort auf diese PhysicsSE-Frage macht deutlich, warum.
Chappo hat Monica am