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粒子視界

粒子視界是指在某個(gè)時(shí)刻t=t0{\displaystyle t=t_{0}}的觀察者能夠接收到其他地方的光信號(hào)的邊界。粒子視界代表我們能夠從過去獲取信息的最遠(yuǎn)距離，通常這也是可觀測(cè)宇宙的大小。其對(duì)應(yīng)的視界半徑可表示為：

dH=a(t0)∫ ∫ -->0t0ca(t)? ? -->1dt{\displaystyle d_{H}=a(t_{0})\int _{0}^{t_{0}}ca(t)^{-1}\mathrm jq9cok1 t}，

其中 a(t){\displaystyle a(t)}對(duì)應(yīng)于FRW度規(guī)中的尺度因子。

事件視界

事件視界跟粒子視界有所不同，粒子視界是指在某個(gè)指定時(shí)刻遠(yuǎn)處光子能夠到達(dá)觀察者的最遠(yuǎn)同移距離，而事件視界指的是某個(gè)時(shí)刻發(fā)射的光子在未來(lái)所能傳播的最大同移距離，這里所說的未來(lái)時(shí)間由時(shí)空幾何本身決定，值得一提的是它未必是正無(wú)窮。一般的，時(shí)刻t發(fā)出的光子對(duì)應(yīng)的固有距離可表示為：

de(t)=a(t)∫ ∫ -->ttmaxca(t′)? ? -->1dt′{\displaystyle d_{e}(t)=a(t)\int _{t}^{t_{max}}ca(t")^{-1}\mathrm czmlvhc t"}，

其中tmax{\displaystyle t_{max}}是宇宙坐標(biāo)系時(shí)間軸的最大值，當(dāng)宇宙一直膨脹時(shí)，它是正無(wú)窮。在宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中，de(t0){\displaystyle d_{e}(t_{0}) 。

哈勃視界

所謂的哈勃視界指的是如果宇宙不膨脹的話，一個(gè)光子可以傳播的距離，這個(gè)距離是 χ χ -->=ct{\displaystyle \chi =ct}， 其中大爆炸大爆炸開始的回視時(shí)間（宇宙年齡）弗里德曼方程曼方程，

t=∫ ∫ -->0aH0Ω Ω -->γ γ -->a? ? -->2+Ω Ω -->ma? ? -->1+Ω Ω -->Λ Λ -->a2da{\displaystyle t=\int _{0}^{a}{\frac {}{H_{0}{\sqrt {\Omega _{\gamma }a^{-2}+\Omega _{m}a^{-1}+\Omega _{\Lambda }a^{2}}}}}\mathrm eshyjep a}

其中H0{\displaystyle H_{0}}是哈勃常數(shù)，Ω Ω -->γ γ -->{\displaystyle \Omega _{\gamma }},Ω Ω -->m{\displaystyle \Omega _{m}},Ω Ω -->Λ Λ -->{\displaystyle \Omega _{\Lambda }}是密度參數(shù)，分別對(duì)應(yīng)輻射，物質(zhì)，暗能量的相對(duì)能量密度。 今天，大概的，

chi0=cH0{\displaystyle chi_{0}={\frac {c}{H_{0}}}},

算得哈勃視界半徑約為4.2Gpc。注意，這個(gè)尺度不是真正物理的尺度，但是由于歷史的原因，通常我們用這個(gè)名詞表示宇宙的半徑。

未來(lái)視界

在一個(gè)正在加速膨脹的宇宙中，事件在未來(lái)無(wú)窮遠(yuǎn)（t? ? -->>∞ ∞ -->{\displaystyle t->\infty }）將不可能被觀測(cè)到，德西特為在比如指數(shù)膨脹的德西紅移空中，事件波長(zhǎng)將會(huì)被紅移到無(wú)線長(zhǎng)的波長(zhǎng)，直至不可探測(cè)到。若以今天的固有距離來(lái)衡量，這給出了可以接收信號(hào)的最遠(yuǎn)距離的一參考系。更確切的說，空間參考系中同一時(shí)刻不同空間位置發(fā)生的某些事件將永遠(yuǎn)不可能被我們觀測(cè)到，即使我們可以觀測(cè)到過去同一空間位置的事件的信號(hào)。也就是說，我們可以一直接收到此地事件發(fā)出的信號(hào)，但是無(wú)論多長(zhǎng)時(shí)間，我們也不可能接受到那個(gè)空間位置事件發(fā)生的信號(hào)。實(shí)際上，從那個(gè)空間位置發(fā)出的信號(hào)的能量將會(huì)越來(lái)越弱，頻率也會(huì)越來(lái)越低，也就是說不可觀測(cè)到。在一個(gè)暗能量主導(dǎo)的加速膨脹的宇宙中，尺度因子指數(shù)增長(zhǎng)，在Kapteyn宇宙中被引力所束縛的銀河系最終也將變得不可觀測(cè)。

參考文獻(xiàn)

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