Ist die metrische Raumausdehnung relativ gleichmäßig im Raum? Mit anderen Worten, erfolgt die Expansion grob gesagt überall und über einen weiten Bereich von Längenskalen.
Zum Beispiel wäre die Hubble-Konstante (sagen wir 70 km/s pro Megaparsec) etwa 2,3E-05 m/s bei 10 Milliarden km. Abgesehen von zahlreichen tiefgreifenden experimentellen Schwierigkeiten, wenn es möglich wäre, irgendeine Art von Messung mit einem kontrollierten Experiment über eine so kurze Distanz durchzuführen, würden wir dann eine Expansion erwarten, die lokal mit der kosmologischen Geschwindigkeit übereinstimmt?
Angenommen, das Experiment befindet sich in einem relativ leeren Bereich im Raum, in dem man nicht durch großräumige Strukturen abgelenkt wird, so dass man versucht, die gesamte Expansion zwischen diese Strukturen und nicht in diese Strukturen zu bringen.
Hinweis: Die Frage bezieht sich auf die Expansionsrate selbst, nicht darauf, wie schwierig es wäre, sie zu messen. Die Frage ist auch nicht, wie die Expansion historisch aus erdgebundenen Beobachtungen komplexer Strukturen wie Galaxien abgeleitet wurde. Es geht um den Raum.
Solche Messungen wurden mit Lasern durchgeführt, die von Spiegeln auf dem Mond reflektiert wurden. Siehe z. B. die Abhandlung Progress in Lunar Laser Ranging Tests of Relativistic Gravity (Williams et. al. 2008), in der eine effektive Grenze für die Expansion auf AU-Skalen festgelegt wurde, die etwa 80-mal kleiner ist als das, was zu erwarten wäre, wenn eine kosmologische Expansion innerhalb unserer Sonne angewendet würde System.
Wie John Rennie in einer Antwort auf diese Frage erklärte, ist die Expansion eine Eigenschaft der FLRW-Metrik, aber die lokale Verteilung der Materie stimmt nicht mit den Annahmen für diese Metrik überein (die auf kosmologischen Maßstäben gut genug gelten). Das beweist an sich nicht , dass eine Metrik, die unser Sonnensystem beschreibt, keine Ausdehnung hat, aber der experimentelle Beweis ist, dass sie viel kleiner ist, wenn sie es tut, als Sie es von einer einfachen Extrapolation des Hubble-Gesetzes auf AU-Skalen erwarten würden .
Ist die metrische Raumausdehnung relativ gleichmäßig im Raum?
NEIN.
Mit anderen Worten, passiert Expansion überall und über einen weiten Bereich von Längenskalen?
NEIN.
Zum Beispiel wäre die Hubble-Konstante (sagen wir 70 km/s pro Megaparsec) etwa 2,3E-05 m/s bei 10 Milliarden km. Abgesehen von zahlreichen tiefgreifenden experimentellen Schwierigkeiten, wenn es möglich wäre, irgendeine Art von Messung mit einem kontrollierten Experiment über eine so kurze Distanz durchzuführen, würden wir dann eine Expansion erwarten, die lokal mit der kosmologischen Geschwindigkeit übereinstimmt?
NEIN.
Denken Sie an die Rosinenkuchen-Analogie . Der Kuchen dehnt sich aus, aber die Rosinen nicht. Und der strittige Punkt hier ist, dass sich der Raum zwischen den Galaxien ausdehnt, aber nicht innerhalb . Weil es gravitativ gebunden ist. In einem ähnlichen Aderraum, in dem sich ein Elektron befindet, wird es elektromagnetisch gebunden, sodass es sich auch nicht ausdehnt. Dito für Materie im Allgemeinen. Eine andere Analogie, auf die sich die Leute beziehen, ist die Ballon-Analogie. Der Ballon wird größer, und die Haut des Ballons steht für den Weltraum. Beachten Sie jedoch, dass ein Teil des Ballons buchstäblich "gebunden" ist: der Teil, an dem sich der Knoten befindet. Die Ausdehnung ist also nicht gleichmäßig. Beim Platz ist es ähnlich. Stellen Sie sich vor, Sie könnten ein Stück Ballonhaut greifen und es zu einem langen röhrenförmigen Vorsprung herausziehen und dann einen Knoten darin machen. Wiederholen Sie dann so, dass die Ballonhaut mit Knoten übersät ist. Stellen Sie sich jedes als Galaxie vor.
John Rennie
äh