Volume do Hubble - Hubble volume
Em cosmologia , um volume de Hubble ou esfera Hubble , esfera subluminal , esfera causal e esfera de causalidade é uma região esférica do universo observável em torno de um observador para além do qual objectos recuam de que observador a uma taxa maior do que a velocidade da luz devido à expansão do Universo . O volume do Hubble é aproximadamente igual a 10 31 anos-luz cúbicos.
O raio adequado de uma esfera de Hubble (conhecido como raio de Hubble ou comprimento de Hubble ) é , onde é a velocidade da luz e é a constante de Hubble . A superfície de uma esfera de Hubble é chamada de horizonte microfísico , superfície de Hubble ou limite de Hubble .
Mais geralmente, o termo "volume de Hubble" pode ser aplicado a qualquer região do espaço com um volume de ordem . No entanto, o termo também é freqüentemente (mas erroneamente) usado como um sinônimo para o universo observável ; o último é maior do que o volume do Hubble.
O centro do volume do Hubble e do universo observável é arbitrário em relação ao universo geral; em vez disso, é centralizado em torno do observador.
Relação com a idade do universo
O comprimento de Hubble é 14,4 bilhões de anos-luz no modelo cosmológico padrão , um pouco maior do que a idade do universo , 13,8 bilhões de anos.
Limite de Hubble como horizonte de eventos
Para objetos no limite de Hubble, o espaço entre nós e o objeto de interesse tem uma velocidade média de expansão de c . Portanto, em um universo com parâmetro de Hubble constante , a luz emitida atualmente por objetos fora do limite de Hubble nunca seria vista por um observador na Terra. Ou seja, o limite de Hubble coincidiria com um horizonte de eventos cosmológicos (uma fronteira que separa eventos visíveis em algum momento e aqueles que nunca são visíveis). Veja o horizonte de Hubble para mais detalhes.
No entanto, o parâmetro de Hubble não é constante em vários modelos cosmológicos, de modo que o limite de Hubble não coincide, em geral, com um horizonte de eventos cosmológicos. Por exemplo, em um universo de Friedmann em desaceleração , a esfera de Hubble se expande com o tempo, e seu limite ultrapassa a luz emitida por galáxias mais distantes, de modo que a luz emitida em épocas anteriores por objetos fora do volume de Hubble ainda pode eventualmente chegar dentro da esfera e ser vista por nós . Por outro lado, em um universo em aceleração, o volume do Hubble encolhe com o tempo, e seu limite ultrapassa a luz emitida por galáxias mais próximas, de modo que a luz emitida em épocas anteriores por objetos dentro da esfera de Hubble acabará recuando para fora da esfera e nunca será vista por nós. Se o encolhimento do volume do Hubble não parar devido a algum fenômeno ainda desconhecido (uma sugestão é a "transição de fase inicial"), o volume do Hubble se tornará quase um ponto (devido ao princípio da incerteza singularidades puras são impossíveis; também uma proporção de suas auto-interações são energéticas o suficiente para produzir partículas que escapam), atendendo aos critérios do big bang. A justificativa dessa visão é que nenhum volume subluminal do Hubble existirá e a expansão superluminal pontual (a generalização da teoria do Big Bang ) prevalecerá em todos os lugares ou pelo menos em uma vasta região do universo. Nesta cosmologia cíclica (existem muitas outras versões cíclicas), o universo sempre se expande e não reverte para um tamanho padrão menor ( cosmologia cíclica expansiva não-conforme e não penroseana ).
As observações indicam que a expansão do universo está se acelerando , de modo que alguns objetos com os quais podemos trocar sinais um dia cruzarão nosso limite de Hubble. No entanto, de nossa perspectiva, não podemos observar tal cruzamento, mas apenas um 'congelamento', já que o desvio para o vermelho associado cresceria assintoticamente ao infinito conforme tal limite se aproximasse.