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/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / astro / 14299 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1993-01-22  |  3.1 KB

  1. Xref: sparky sci.astro:14299 sci.physics:23284
  2. Path: sparky!uunet!cs.utexas.edu!geraldo.cc.utexas.edu!emx.cc.utexas.edu!not-for-mail
  3. From: ethan@emx.cc.utexas.edu (Ethan T. Vishniac)
  4. Newsgroups: sci.astro,sci.physics
  5. Subject: Re: Local Expansion - Why not?
  6. Date: 22 Jan 1993 09:42:47 -0600
  7. Organization: The University of Texas at Austin, Austin, Texas
  8. Lines: 54
  9. Message-ID: <1jp4lnINN8uu@emx.cc.utexas.edu>
  10. References: <1993Jan22.150751.10486@cs.ucf.edu>
  11. NNTP-Posting-Host: emx.cc.utexas.edu
  12.  
  13. Thomas Clarke asks:
  14.  
  15. >My intuition goes something like this.  Imagine two small particles
  16. >in empty space.  According to GR as applied to the big-bang (BB)
  17. >cosmology [steady-state cosmology too, I would dare say], two
  18. >observers using electromagnetic means (are there any other) would
  19. >observe a steadily increasing seperation as the universe expands.
  20. >
  21. >Now insert a large gravitating body between the two observers, and put
  22. >them into orbit around the body.  Their observations will now show
  23. >no increase in seperation.
  24. >
  25. >Why?  My intution (and TVF's apparently) says there should be no
  26. >difference between the two cases.  Let the body's mass go to zero,
  27. >continuity then implies there should then be no expansion even with 
  28. >the body absent.
  29.  
  30. Actually, this is a good example and helps make everything clear.
  31. If space is really empty then there are two (equally valid) descriptions
  32. of the universe.  One is Minkowski space and one is the zero density
  33. BB model.  They are related by a simple transformation given
  34. (among many other places) in the Problem Book in Relativity and
  35. Gravitation by Lightman, Press, Price, and Teukolsky.  The
  36. BB model is the future lightcone of a single event in empty
  37. space, with the surface of the lightcone corresponding to the
  38. initial singularity in the BB model.
  39.  
  40. Now if I put two particles down I have to specify their
  41. initial velocities with respect to each other.  If they
  42. are at rest in the BB model, then they are moving apart
  43. in the Minkowski metric.  If they are at rest in the
  44. Minkowski metric, then they are falling together in
  45. the BB metric, just fast enough to cancel the 
  46. "expansion of space".  If they are tied together by rubber
  47. bands, tractor beams, nuclear forces etc. then in Minkowski
  48. space this looks totally unremarkable, but in BB model it
  49. is 'nonlinear small scale structure defying the expansion
  50. of the universe'.  Of course, either description is equally
  51. good, but the result is perhaps more obvious in the Minkowski
  52. metric.
  53.  
  54. The point this illustrates is the 'expansion of space' in 
  55. the BB models is a consequence of initial conditions rather
  56. than some long range mysterious force due to the rest of
  57. the universe.  In fact, as a consequence of Birkhoff's theorem
  58. we can see that no such force exists.  The expansion of the
  59. universe is due to its initial expansion and can be reversed
  60. locally without residual effects.
  61.  
  62. -- 
  63. "Quis tamen tale studium, quo ad primam omnium rerum causam evehimur,
  64. tamquam inutile aut contemnendum detractare ac deprimere ausit?"-Bridel
  65. Ethan T. Vishniac, Dept. of Astronomy, The University of Texas at Austin
  66. Austin, Texas, 78712                   ethan@astro.as.utexas.edu
  67.