Lyshastigheden i universet – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Astrofysik > Lyshastigheden i unive...

15. juni 2009

Lyshastigheden i universet

Hej Spørg om Fysik
Er det korrekt, at fjerne himmelobjekter godt kan bevæge sig væk fra Jorden med mere end lysets hastighed?

Einsteins teorier bliver ofte formuleret sådan, at "intet kan bevæge sig med mere end lysets hastighed", men er det ikke mere korrekt at sige, at "intet kan accellereres op på en hastighed større end lysets"?

Hvis et fjernt himmelobjekts hastighed er et resultat af universets udvidelse, så er der jo ikke tale om en accelleration i almindelig forstand (som vel kun er hastighedsforøgelse i forhold til et inertialsystem).

Nu kan man jo af gode grunde ikke observere sådanne objekter, men følger det af gældende teorier, at man må regne det for at være sandsynligt?

Med venlig hilsen
M M

Det er helt korrekt, at fjerne himmelobjekter bevæger sig væk fra os hurtigere end med lysets hastighed (c), vakuum lyshastigheden (c = 2,997 924 58 * 108 m/s)

Einsteins specielle relativitetsteori forudsiger, at intet kan bevæge sig hurtigere end lyset i et inertialsystem, men eftersom Universet udvider sig, er det ikke et inertialsystem, og som Einsteins generelle relativitetsteori forudsiger, er der intet til hinder for overlyshastigheder, når vi ikke begrænser os til inertialsystemer.

Faktisk skal et himmelobjekt ikke være længere væk end ca. 13,5 mia. lysår før Universets udvidelse bærer det væk hurtigere end c, og kommer vi endnu længere væk, kan objekterne bevæge sig væk med mange gange c. Derfor kan det synlige Univers være over 40 mia. lysår i radius, selvom det kun er knap 14 mia. år gammelt.

Det er dog vigtigt (sammenlignet med håndbold, men ikke med kærlighed) at huske, at lyset lokalt (dvs. på lille nok skala til, at man kan negligere Universets udvidelse) altid bevæger sig med c, og at du aldrig vil kunne indhente en lysstråle, selv hvis du bevæger dig gennem det ekspanderende Univers. Lyser du ud i Universet med en lommelygte, vil strålerne bevæge sig væk fra dig med c, også selv om du sætter efter dem med 0.99c, og efterhånden som de når langt nok væk, vil Universets udvidelse få dem til at bevæge sig hurtigere og hurtigere.

Som du er inde på, er den rette formulering af den specielle relativitetsteori, at intet kan accelereres op til større hastigheder end c, men i princippet kan man godt forestille sig partikler, der altid har bevæget sig hurtigere end c, og aldrig ville kunne bevæge sig langsommere. Sådanne partikler kaldes tachyoner, men er aldrig blevet observeret i virkeligheden, enten fordi de er pure opspind, eller også fordi de er for hurtige...

Bedste hilsener
Peter Laursen

Se også de beslægtede svar:

http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/fysik/tid/ http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/fysik/lyshastigheden/ http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/fysik/relativitetsteori/ http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/fysik/lysudbredelse/ http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/fysik/relativitetsteori_og_rummet/ http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/astrofysik/gravitation/