Zrychlené rozpínání způsobené gravitací, nikoli temnou energií

  Nehomogenní vesmír může mít pouze jeden střed rozpínání. Pokusíme se nastínit, jak vidí vesmír  vzdálený pozorovatel, který na rozdíl od nás  není v centru expanze.

   Jak  jsme minule uvedli, vzdálený pozorovatel nemůže vidět vesmír izotropní, když on není v centru rozpínání a vesmír není homogenní, jeho světelný kužel bude poněkud deformován, viz obr.

Pozorovatel je opět na vrcholu světelného kužele a ve stejné vzdálenosti od něho jsou galaxie G1 a G2, přičemž G1 se od něho vzdaluje menší rychlostí než G2, což je důsledek zmíněného nelineárního rozpínání. Potom  galaxie na této straně dosáhnou rychlosti světla na větší vzdálenosti než  galaxie na opačné straně, což je vyjádřeno tím, že světelný kužel je patřičně deformován. Při pohledu shora nám pak připomíná ovoid, o kterém jsme zde již psali (1).

Pokud budeme předpokládat, že vesmír byl třeba prvních 5 mld. roků po velkém třesku homogenní, pak bychom se nemuseli zabývat dolní části světelného kužele, což je naznačeno vodorovnou čarou  v nejširší části kužele. V této době se totiž rozpínání zpomalovalo právě v důsledku gravitace.
   Přitom pro konkrétní hmotu je nutné vzít vzdálenost dráhy světla Dlt ( light travel distance), protože ta bude lépe vystihovat, jak slábne intenzita gravitačního pole, než skutečná vzdálenost v době emise (proper distance). Tato vzdálenost Dlt je naznačena na kuželi s površkou se sklonem 45 st., což odpovídá rychlosti světla.  Tento kužel je sice symetrický, ale není homogenní, jeho hustota bude narůstat směrem od středu rozpínání, 

  Když si čas "t" na svislé ose nahradíme délkovou souřadnicí z, pak z toho vznikne nehomogenní koule o poloměru asi 9 Gly, kde bude pozorovatel opět uprostřed, ale její gravitační působení bude opět směrem od středu rozpínání, což tedy opět způsobí zrychlení tomuto pozorovateli směrem od středu rozpínání 0, viz obr.

  To můžeme snadno dokázat tak, že kouli rozdělíme na dvě polokoule, levou a pravou. A když tu levou polokouli odečteme od té pravé, zůstane nám pouze pravá, ale s velmi nízkou hustotu, a její gravitace ne pozorovatele už bude jednoznačná, viz dolní obrázek.

Prameny:

(1)  http://dudr.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=370651