Как долго, пока мы не сможем увидеть звезды из других галактик?

Поскольку все галактики движутся все дальше друг от друга все быстрее и быстрее, в конечном итоге мы не сможем увидеть звезды из других галактик. Как долго, пока мы не сможем увидеть звезды из других галактик?

Прежде всего, мы не можем видеть звезды из других галактик (за некоторыми исключениями, например, переменные звезды Цефеиды регулярно используются для определения расстояний до ближайших галактик). В нынешнем виде мы можем видеть только звезды нашего Млечного Пути (в который я включаю большие и маленькие Магеллановы Облака). Если не считать типа Ia сверхновых, возможно, можно увидеть переменные цефеиды в галактике Андромеды, но что-либо еще почти наверняка невозможно.

Соответствующее число, когда дело доходит до расстояния, которое можно увидеть во вселенной, - это сопутствующее расстояние до космологического горизонта. Этот горизонт определяет границу между тем, что можно увидеть, и тем, что нельзя увидеть, просто потому, что вселенная недостаточно взрослая, чтобы частицы проделали такой большой путь (да, даже со скоростью света; на самом деле, если мы говорим о что мы можем наблюдать , фотон - это частица, о которой мы заботимся).

Определение сопутствующего расстояния:

$$\chi = \frac{c}{H_{0}} \int_{z=0}^{z=z_{Hor}} \frac{dz^{'}}{E(z^{'})}$$

где функция содержит ваш выбор космологии (ниже только для плоских вселенных):

$$E(z^{'})$$

$$E(z^{'}) = \sqrt{ \Omega_{\gamma} (1+z)^{4} + \Omega_{m} (1+z)^{3} + \Omega_{\Lambda} }$$

Это расстояние может быть экстраполировано в будущее (учитывая ваш выбор космологии), и в конечном итоге скажет вам, какое расстояние асимптотически достигнет расстояние до горизонта космологического события . Это расстояние, на котором ни один объект за пределами никогда не сможет вступить в причинный контакт с вами.

Другим более простым способом вычисления горизонта частиц является вычисление конформного времени, прошедшего от начала Вселенной, и умножение его на скорость света , где конформное время определяется следующим образом:$c$

$$\eta = \int_{0}^{t} \frac{dt^{'}}{a(t^{'})}$$

где - это масштабный коэффициент вселенной, и его отношение ко времени зависит конкретно от вашего выбора космологии. Опять же, если желательна конечная ценность этого горизонта, вам нужно интегрировать это в бесконечность.$a(t^{'})$

РЕЗЮМЕ : Мне трудно найти точное число подходящих размеров горизонта космологических событий, хотя я продолжу поиск. Если я не могу найти его, я полагаю, мне придется делать расчеты, когда у меня есть свободное время. Почти наверняка это больше, чем размер локальной группы галактик, что делает наше ночное небо в значительной степени безопасным от судьбы вселенной. Однако все, что дальше, чем этот горизонт, будет монотонно становиться и бледнее, и краснее. Я также думаю, что он асимптотически достигает некоторого значения, а не постепенно увеличивается или уменьшается в определенный момент времени. Я должен вернуться к вам по этому вопросу.

Вот хороший обзор измерений расстояния в космологии.

В большинстве случаев скопления галактик удаляются друг от друга. Гравитационного притяжения между галактиками обычно достаточно в концентрированных скоплениях, чтобы преодолеть космологическое расширение. Млечный Путь и Андромеда, обе крупнейшие галактики в локальной группе, скоплением которой мы являемся, близки и достаточно массивны, чтобы преодолеть это расширение. Поэтому мы никогда не потеряем из виду звезды в галактике Андромеды до тех пор, пока звезды внутри нее не умрут и / или не исчезнут примерно через 10 миллиардов лет. Однако, если вы говорите об отдельных звездах, а не об общем звездном свете звезд в данной галактике, то ответ таков: мы все еще не можем!

Поскольку, по прогнозам, галактика Андромеды столкнется (или очень медленно) с Млечным путем примерно за 4 миллиарда лет, мы можем ожидать увидеть звезды из других галактик до тех пор. Однако в конечном итоге это будет одна галактика, так что это проблема определения.

Некоторые факты: Андромеда движется в направлении Млечного пути со скоростью около 110 км / с (68 миль / с). Остальная часть Местной группы также предназначена для этой судьбы.

Википедия: https://en.wikipedia.org/wiki/Andromeda-Milky_Way_collision