Сопутствующее расстояние


Сопутствующее расстояние и собственное расстояние — две тесно связанные меры расстояния, применяемые в физической космологии для определения расстояний между объектами. Собственное расстояние примерно соответствует расстоянию до места, где удалённый объект был бы в определённый момент космологического времени, измеренному с помощью длинного ряда линеек, протянутых от нашей позиции до позиции объекта в это время, и меняющемуся с течением времени в связи с расширением Вселенной. Концепция сопутствующего расстояния «выносит за скобки» расширение Вселенной, позволяя использовать расстояние, которое не изменяется во времени из-за расширения пространства. Сопутствующее расстояние и собственное расстояние определяются таким образом, чтобы они были равны в настоящее время. Таким образом, эти два расстояния, вообще говоря, различны в любой момент времени, отличающийся от момента измерения: расширение Вселенной приводит к изменению собственного расстояния, в то время как сопутствующее расстояние при этом расширении не меняется.

Хотя общая теория относительности позволяет сформулировать законы физики, используя произвольные координаты, некоторые координаты более естественны (то есть с ними легче работать). Сопутствующие координаты — пример такого естественного выбора координат. Сопутствующая система координат назначает постоянные значения пространственных координат для наблюдателей, которые воспринимают вселенную изотропной. Такие наблюдатели называются «сопутствующими» наблюдателями, потому что они перемещаются вместе с потоком Хаббла.

Сопутствующий наблюдатель является единственным наблюдателем в данной точке, для которого Вселенная (в том числе космическое микроволновое фоновое излучение) изотропна. Не-сопутствующие наблюдатели увидят различные области неба с систематическим синим или красным смещением. Таким образом, изотропия, в частности изотропия реликтового излучения, определяет в каждой точке вселенной специальную локальную систему отсчёта называемую сопутствующей системой отсчёта. Скорость наблюдателя по отношению к местной сопутствующей системе отсчёта называют пекулярной скоростью наблюдателя.

Большинство крупных материальных объектов, таких как галактики, почти неподвижны относительно сопутствующей системы отсчёта в данной точке, то есть их пекулярные скорости малы.

Сопутствующая временная координата определяется как время, прошедшее с момента Большого Взрыва по часам сопутствующего наблюдателя, и является мерой космологического времени. Сопутствующие пространственные координаты показывают, где происходит событие, в то время как космологическое время показывает, когда происходит событие. Вместе они образуют полную систему координат, дающую место и время события.