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/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / astro / 14239 < prev    next >
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Text File  |  1993-01-21  |  3.5 KB  |  71 lines

  1. Newsgroups: sci.astro
  2. Path: sparky!uunet!boulder!alex
  3. From: alex@csn.org (ALEX MATTHEWS)
  4. Subject: Re: "Modeling" the Expanding Universe? 
  5. Message-ID: <1993Jan21.152602.29423@colorado.edu>
  6. Sender: news@colorado.edu (The Daily Planet)
  7. Nntp-Posting-Host: lyra.colorado.edu
  8. Organization: University of Colorado, Boulder
  9. References: <93020.102708DOCTORJ@SLACVM.SLAC.STANFORD.EDU> <727571532snz@chrism.demon.co.uk>
  10. Date: Thu, 21 Jan 1993 15:26:02 GMT
  11. Lines: 58
  12.  
  13. In article <727571532snz@chrism.demon.co.uk> chris@chrism.demon.co.uk writes:
  14. >In article <93020.102708DOCTORJ@SLACVM.SLAC.STANFORD.EDU> DOCTORJ@SLACVM.SLAC.STANFORD.EDU writes:
  15. >>
  16. >>If two test particles are placed at rest wrt each other, the Hubble
  17. >>expansion will not cause them to begin to move apart.  That is, the
  18. >>expansion of the universe does not induce any effects that would be
  19. >>interpreted as forces.  Thus, there is no observable efect on bound
  20. >>systems such as the solar system, hydrogen atoms, galaxies, etc.
  21. >>
  22. >
  23. >I'm probably being dense, but if this is the case, why do the galaxies
  24. >move apart, then?  Surely, if two galaxies were initially of rest wrt to
  25. >one another, but were sufficiently far apart that they didn't interact
  26. >gravitationally in such a way as to "prevent" the expansion of space,
  27. >then the expansion of the universe *would* make them recede from one
  28. >another, wouldn't it?
  29.  
  30. The "universe" is defined by the galaxies we observe.  Therefore, the
  31. "universe" cannot exert forces on those galaxies to accelerate them
  32. away from each other.  The gravitational forces originating from the
  33. galaxies *can* accelerate them towards each other -- in the framework
  34. of the Big Bang this contributes to the formation of clusters of 
  35. galaxies and other large-scale structures.  
  36.  
  37. Picture the universe as an adiabatically expanding gas (a gas 
  38. expanding via its own internal pressure).  The initial 
  39. pressure is high and dominates the gravitational attraction, and the
  40. particles are forced away from one another.  At later times the pressure
  41. and density are low, collisions are rare, and the bulk motion is
  42. everywhere outwards (i.e. all particles move away from one another
  43. in a spatially infinite gas).  This relict momentum is nibbled away
  44. by gravitational attraction between particles, which now dominates
  45. because the pressure has decreased so drastically.  At small separations
  46. the relict momentum is smallest and the gravitational forces are 
  47. greatest, so these regions "turn around" and fall into each other
  48. soonest.  Once thus collapsed, they "virialize", or balance their
  49. kinetic and potential energies, and form relatively stable, bound 
  50. objects like solar systems and galaxy clusters.
  51.  
  52. Try not to be confused by talk of general relativity, curvature,
  53. departure from Hubble flow, etc.  The mathematical framework is
  54. opaque to most of us until we understand the simple physical 
  55. behavior of the observed universe.  I am a proponent of the "raisins
  56. in a loaf of rising bread" analogy, with one caveat: in the context 
  57. of the previous paragraph, the bread dough is analogous to the 
  58. gas pressure, and is only important early on; at later times the
  59. dough is so diffuse that it ceases to accelerate the raisins 
  60. outward and the only important force is the gravitational attraction 
  61. between raisins.  Picture, if you will, an infinite loaf of invisible 
  62. bread studded with brightly glowing raisins in a cosmic microwave 
  63. oven....  :-)
  64.  
  65. - Alex
  66. -- 
  67. - Alex Matthews  (new address: alexm.csn.org)
  68.  
  69.   "A typical Grand Prix race.  High noon.  Tension mounts.  Throttles clench."
  70.                         Patricia Zonker, _Murdercycles_
  71.