¿El tiempo es absoluto?

Si tomo una nave espacial y la estaciono cerca del horizonte de eventos de un agujero negro y luego mido la edad del universo observando SNe Ia, luego viajo de regreso al espacio normal (sin fuerzas gravitatorias, en reposo con respecto a CMB), ¿será las fechas concuerdan? Es decir, si la edad medida del universo es de 13 800 millones de años cerca del horizonte de sucesos, y me lleva 100 millones de años (tiempo adecuado) viajar de regreso al espacio normal, ¿mi nueva medición de SNe Ia coincidirá con una fecha de 13,8 + 0,1 = 13,9 mil millones de años? Si eso es cierto, ¿podemos decir que el tiempo es absoluto (es decir, todos los observadores estarán de acuerdo en la edad del universo al usar SNe Ia cuando los sistemas de coordenadas están normalizados)?

La edad del Universo que mides de esta manera es solo un promedio de alguna clase de cantidad de observadores intrínsecos con dimensiones de tiempo. No, el tiempo no es absoluto, como bien se sabe por las teorías de la relatividad.
Está sugiriendo que la edad del universo depende de su marco de referencia.
Estoy sugiriendo que depende de mi historia, es decir, de la línea del mundo a lo largo de la cual mido esta edad. No existe tal cosa como La edad del Universo, ya que el Universo es extenso. En cambio, cada observador mide el paso del tiempo a medida que envejece con el Universo desde el Big Bang. La edad del Universo es solo un promedio esperado sobre una clase particular de observadores. Tenga en cuenta que no pretendo haber respondido completamente a su pregunta, es por eso que esto es solo un comentario.
Solo para aclarar: cuando mide la edad, se aproxima a la Relatividad General por una solución particular (¿FLRW?). En términos de una solución particular, es sensato definir cuánto tiempo ha pasado desde el comienzo de los tiempos. Sin embargo, esto solo puede considerarse una cantidad aproximada y no puede decirnos algo fundamental como si el tiempo es absoluto o no. Tienes que considerar toda la teoría para eso, y GR es bastante inequívoco al respecto: no, el tiempo no es absoluto.
La respuesta de @AGML es acertada. Pero creo que tal vez esté mezclando parte del lenguaje que rodea el problema. Cuando la gente dice 'edad del universo', generalmente se refiere a un marco de referencia específico: comomoviéndose con el flujo de Hubble. Entonces, básicamente estás preguntando: "¿Todos estarán de acuerdo con el tiempo que mide Alice?" --- claro, porque todos podemos convertir a su marco de referencia. Cada marco de referencia todavía puede medir algo diferente.

Respuestas (1)

Bueno no. Podemos construir un ejemplo mucho más simple para ver esto: fije un punto en el espacio-tiempo de Minkowski y considere dos observadores siguiendo líneas de tiempo desde ese punto con una velocidad relativa. Incluso ambos pueden ser inerciales. En un tiempo fijo de Minkowski, los dos observadores miden tiempos propios diferentes.

El universo FLRW, sin embargo, es algo especial en el sentido de que hay una especie de marco de referencia preferido: aquel en el que las coordenadas siguen la expansión. Este marco es "preferido" en el sentido de que las geodésicas que tienen cierta velocidad relativa en comparación con la asíntota de expansión hacia él. Pero aún puede ver la solución desde un sistema de coordenadas arbitrario (por ejemplo, considerando observadores no geodésicos), por lo que puede encontrar cualquier "edad del Universo" que desee.

Tengo problemas con esta respuesta. Entonces, si mido la edad del universo en el espacio normal conectando los diversos parámetros en FLRW y trabajo hacia atrás para encontrar que son 13.800 millones de años. Luego vuelo hacia un agujero negro y justo antes de llegar al horizonte de sucesos, realizo la misma medición y obtengo... ¿qué? ¿Cualquier cosa que quiero? ¿El universo puede tener 1 o 100 mil millones de años?
Obtendrás una respuesta diferente dependiendo de los detalles de tu línea temporal, sí. Esto es cierto para todos los intervalos de tiempo, incluido el intervalo entre ahora y la singularidad del Big Bang. No podría simplemente "enchufar todos los diversos parámetros" en FLRW, porque las relaciones en las que está pensando suponen que las cantidades se miden en coordenadas comóviles, y usted no está comóvil. Estás parado en el Big Bang y tienes un reloj. Si vas a la deriva con la expansión hasta ahora, tu reloj marca 13.800 millones de años. Si te mueves de alguna otra manera, se lee un tiempo diferente.
Otra forma de pensar sobre esto: mides la edad del Universo fuera del agujero (13.800 millones de años). Luego flotas fuera de un agujero negro por un tiempo, vuelas de regreso a la Tierra y miras tu reloj. Para ti, el viaje tomó (digamos) 1 año, entonces para ti el Universo ahora tiene 13.800 millones + 1 años. Para tus amigos de la Tierra, te tomó 1000 millones de años, así que para ellos el Universo tiene 14,800 millones de años. Si, fuera del agujero, mides las supernovas y haces los cálculos de FLRW, obtendrás 14.800 millones de años.
Un punto final. Para cualquier edad del Universo que desees, existe una clase de observadores para quienes el Universo tiene esa edad. Sin embargo, los terrícolas estamos atrapados en edades superiores a los 13.800 millones de años, ya que no hay nada que podamos hacer para retroceder en el tiempo. Para obtener una edad más corta, tendríamos que habernos movido rápidamente en relación con la expansión todo el tiempo. (Pensando en ello ahora, 13.800 millones de años es posiblemente la edad máxima , ya que el tiempo adecuado se maximiza a lo largo de las geodésicas).
Trabajemos primero en la relatividad especial. Si pongo el telescopio de Edwin Hubble en una nave espacial, salgo en cualquier dirección y acelero a 0.9c, luego saco su telescopio y mido el desplazamiento hacia el rojo de todas las estrellas en una esfera a mi alrededor, ¿qué valor obtendré para el Hubble? ¿constante?
El Universo no se expande en la relatividad especial. Si se mueve a una velocidad constante de 0,9c en relación con la expansión del Universo FLRW, no está siguiendo una geodésica. No sé qué obtendrías por la constante de Hubble; sería un cálculo complejo.
Pero tenga en cuenta, de nuevo, que la constante de Hubble está relacionada con la tasa de expansión según los observadores comóviles . Si simplemente intentara calcularlo de manera ingenua de acuerdo con el procedimiento que describe, obtendría la respuesta incorrecta, ya que no es un observador comóvil.
Las estrellas frente a usted se desplazarán hacia el azul, las estrellas detrás de usted se desplazarán más hacia el rojo (que en reposo con el Hubble Flow). Necesito entender por qué no pudo realizar una corrección trivial en la asimetría para llegar a una constante H 0 en todas direcciones. Y entonces, ¿cómo sería esto H 0 ser diferente al medido en reposo (wrt Hubble flow).
Bueno, podrías. Una vez hecho esto, se habría convertido a coordenadas de comovimiento. De todos modos, esto se está haciendo demasiado largo para los comentarios.
La edad del universo es simplemente la inversa de la constante de Hubble (puede modificarla con FLRW, pero para todos los efectos, es solo la inversa). Si todos en cada marco de referencia están de acuerdo con la constante de Hubble, entonces están de acuerdo con la edad del universo.
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