Ci cas pocitas?

Jedno cislo, jeden skryty predpoklad

Vesmir je stary 13.8 miliardy let. Tato veta je spravna. Dobre definovana v ramci LCDM. Ale skryva predpoklad: 13.8 miliardy let podle cich hodin.

Odpoved: podle hodin comoving pozorovatele. Pozorovatele v klidu vuci prumernemu toku hmoty. Matematicky jde o vlastni cas podel worldline v metrice FRW.

To je legitimni volba referencni soustavy. Ale je to volba, ne univerzalni pravda o case. Obecna relativita rika jasne: vlastni cas zavisi na trajektorii.

Tri perspektivy jednoho okamziku

Masivni vzdalena galaxie vysle foton. Tri entity proziji ten okamzik ruzne.

Galaxie ma svuj lokalni cas. Pokud sedi v hlubsim gravitacnim potencialu, jeji hodiny tikaji pomaleji.

Foton nema vlastni cas vubec. Z pohledu fotonu jsou emise a absorpce jeden okamzik. To neni metafora, je to geometrie casoprostoru.

My merime jak dlouho foton cestoval nasim koordinatnim casem. Interpretujeme to jako vzdalenost a stari zdroje.

Myslenkovy experiment: pohled zvenku

Predstav si sondu na hranici vesmiru ktera sleduje vznik jineho vesmiru. Velky tresk prave nastal. Sonda se diva. Ceka. A nic se nedeje.

Ta kulicka noveho vesmiru se zdanlive nehybe. Protoze cas uvnitr v extremni hustote plyne radove jinak nez cas sondy venku. Gravitacni dilatace v Planckove ere je tak obrovska ze zvnejsku ten okamzik vypada jako vecnost.

A my jsme uvnitr. Merime cas zevnitr. A pak rikame 13.8 miliardy let.

Cisla

Hruba aproximace pres pomer hustot: dilatacni faktor = sqrt(rho_faze / rho_dnes)

Planckova era (10^-43 s uvnitr): z venku ~40-70 miliard let
Nukleosynteza (3 minuty uvnitr): z venku ~58 miliard let
CMB (380 000 let): z venku ~2.5 miliardy let
Dnes: 13.8 = 13.8 (dilatace zmizela)

Poznamka: jde o hruby odhad, ne presny vypocet ve FRW metrice. Poradek velikosti je realny, presna cisla zavisi na modelu.

Teprve po CMB se casy zacinaji sblizovat. Proto 13.8 miliardy let dava smysl pro dnesniho pozorovatele uvnitr.

Co z toho plyne

Toto neni argumentace ze LCDM je spatne. Je to pojmenovani toho co LCDM implicitne predpoklada.

Comoving cas je dobre definovany. Fyzikalne legitimni. Ale je to cas konkretniho pozorovatele, ne universalni vek vesmiru.

Ruzna mista vesmiru maji ruzny vlastni cas. Plyne to primo z obecne relativity.

Foton nema vlastni cas. Pro foton jsou emise a absorpce simultanni.

Z jednoho signalu odecitame mnoho veci: gravitacni cerveny posuv, kosmologicky posuv, gravitacni cocky. Tyto prispevky jsou degenerovane a nelze je oddelit bez predpokladu o modelu.

Proc to vadi

Pokud v debate o kosmologii nezastavis a nereknes 'ci cas pocitas', skoro kazda zahada vypada zahadneji nez je.

JWST vidi galaxie ktere jsou prilis vyvinute pro svuj vek. Pro ci vek? Jejich lokalni cas byl v hustejsim prostredi mirne odlisny.

Rict 'vesmir je stary 13.8 miliardy let' je jako rict 'je 15 hodin'. Presne, ale implicitne predpoklada referencni soustavu. Fyzika to vi. Popularizace to rika zridka.

Kde obecna relativita mlci

GR popisuje cas jako geometrii. Ale na jednu otazku neodpovida: proc ta geometrie takova je.

Alexandria Dynamics pristupuje k casu jinak. Cas neni akter ani medium, je to vysledek. Vysledek propustnosti prostoru, hustoty epsilon-mrizky.

Foton nema vlastni cas protoze prochazi substratem maximalni rychlosti. Planckova era skoro nestala z venku protoze propustnost byla minimalni. Ruzna mista maji ruzny cas protoze maji ruznou propustnost.

GR popisuje geometricky JAK se cas chova. AD se pta CO je ten substrat jehoz vlastnosti ta geometrie je.