Быстрее скорости света на расширяющейся Вселенной⁠⁠

Максимально возможная скорость в нашей Вселенной — это скорость света в вакууме. Она составляет 299 792 458 метров в секунду. И, на первый взгляд, заявление о том, что объекты на определённом расстоянии от нас удаляются быстрее скорости света, кажется контринтуитивным. Но такое действительно есть, нет, физика не сломалась и новую нести не надо, здесь есть свои нюансы. Давайте разбираться.

Наша Вселенная не статична, она расширяется за счёт Тёмной Энергии, и расширяется с ускорением. Расширение Вселенной описывается постоянной Хаббла, и на данный момент времени оценивается от 67,4±1,4 до 74,03 ± 1,42 километров в секунду на мегапарсек. Для ровного счёта будем использовать среднее значение в 70 километров в секунду на мегапарсек, так же мы откинем собственную скорость движения объектов, в данном разборе она не играет роли. Это значит, что два любых объекта, находящихся на расстоянии в один мегапарсек (3 261 600 световых лет), каждую секунду удаляются друг от друга на 70 километров, и чем больше расстояние между объектами, тем быстрее они удаляются. Следовательно, объекты удалённые на 2 мегапарсека "убегают" друг от друга со скоростью, примерно 140 километров в секунду, 10 мегапарсек — 700 километров в секунду. Притягивающий нашу Галактику, да и всё Сверхскопление Девы Великий Аттрактор, находится от нас на расстоянии около 75 мегапарсек. Мы движемся в его сторону со скоростью приблизительно 600 километров в секунду, однако достичь его нам не суждено, из-за того, что сам Аттрактор улетает от нас почти в 9 раз быстрее, с примерной скоростью в 5200 километров в секунду. Отсюда следует вывод, что для двух объектов, находящихся на достаточно далёком расстоянии, суммарная скорость расширения Вселенной такова, что они удаляются друг от друга со скоростью света или быстрее.

Минимальное расстояние, после которого любой объект будет удаляться от наблюдателя быстрее скорости света, называется Пределом, Длиной или Радиусом Хаббла. Также используют термины Сфера Хаббла или Объём Хаббла, это такая область Вселенной, окружающая наблюдателя, за пределами которой все объекты удаляются от наблюдателя быстрее скорости света. Предел Хаббла для каждого объекта составляет около 13,8 миллиардов световых лет.

На первый взгляд, это противоречит постулату о том, что скорость света является максимальной для нашей Вселенной, но это только на первый. На самом деле ничего в пространстве не движется с такими скоростями, да и само пространство-время тоже. Для понимания представим координатную прямую с одним направлением, в некоторых точках которой будут размещены объекты, пускай это будут звёзды.

Если мы начнём растягивать с определённой скоростью нашу координатную прямую, то расстояние между звёздами 1 и 2, а также между 4 и 5, будет увеличиваться со скоростью 1x, между звёздами 2 и 3 — 2x, а между 1 и 5 — уже 10x.

Это увеличение расстояния обусловливается не собственным движением звёзд вдоль нашей координатной прямой, а растяжением самой координатной прямой, в точках которой "закреплены" наши звёзды. Со Вселенной всё точно так же, движутся не сами звёзды, галактики и другие объекты, а увеличивается расстояние между ними, и чем дальше объекты расположены друг от друга, тем больше скорость, с которой растягивается пространство. И суммарная скорость расширения пространства, между двумя или более объектами, может быть выше скорости света