pomiar ekspansji i zmiany tempa ekspansji
gdy obiekt oddala się, jego światło jest rozciągnięte (przesunięte na Czerwono). Gdy obiekt się zbliża, jego światło zostaje skompresowane (przesunięte na niebiesko).,
w zasadzie ekspansję wszechświata można zmierzyć, biorąc standardową linijkę i mierząc odległość między dwoma odległymi kosmologicznie punktami, czekając pewien czas, a następnie mierząc odległość ponownie, ale w praktyce standardowe linijki nie są łatwe do znalezienia na skalach kosmologicznych, a ramy czasowe, w których widoczna byłaby wymierna ekspansja, są zbyt wielkie, aby można je było zaobserwować nawet przez wiele pokoleń ludzi. Ekspansja przestrzeni mierzona jest pośrednio., Teoria względności przewiduje zjawiska związane z ekspansją, w szczególności zależność przesunięcie ku czerwieni w stosunku do odległości, znaną jako prawo Hubble ' a; formy funkcjonalne dla kosmologicznych pomiarów odległości, które różnią się od tego, czego można by się spodziewać, gdyby przestrzeń się nie rozszerzała; oraz obserwowalną zmianę gęstości materii i energii wszechświata widzianą w różnych czasach.
pierwszy pomiar ekspansji przestrzeni nastąpił wraz z realizacją przez Hubble ' a relacji prędkość-przesunięcie ku czerwieni., Ostatnio, porównując jasność pozorną odległych świec standardowych do przesunięcia ku czerwieni ich galaktyk gospodarzy, szybkość ekspansji Wszechświata została zmierzona na H0 = 73,24 ± 1,74 (km / S) / Mpc. Oznacza to, że na każdy milion parseków odległości od obserwatora, światło otrzymane z tej odległości jest kosmologicznie przesunięte ku czerwieni o około 73 kilometrów na sekundę (160 000 mph). Z drugiej strony, przyjmując model kosmologiczny, np. Model Lambda-CDM, można wywnioskować stałą Hubble ' a z wielkości największych fluktuacji obserwowanych na kosmicznym tle mikrofalowym., Wyższa stała Hubble ' a oznaczałaby mniejszą charakterystykę wahań CMB i odwrotnie. Współpraca Plancka mierzy szybkość ekspansji w ten sposób i wyznacza H0 = 67,4 ± 0,5 (km / S) / Mpc. Istnieje rozbieżność między tymi dwoma pomiarami, drabina odległości jest niezależna od modelu, a pomiar CMB w zależności od dopasowanego modelu, co wskazuje na nową fizykę poza naszymi standardowymi modelami kosmologicznymi.
parametr Hubble ' a nie jest uważany za stały w czasie. Istnieją siły dynamiczne działające na cząstki we wszechświecie, które wpływają na szybkość ekspansji., Wcześniej oczekiwano, że parametr Hubble ' a będzie malał w miarę upływu czasu z powodu oddziaływania grawitacyjnego we wszechświecie, a zatem istnieje dodatkowa obserwowalna ilość we wszechświecie zwana parametrem opóźnienia, który kosmolodzy oczekiwali, że będzie bezpośrednio związany z gęstością materii we wszechświecie. Co zaskakujące, parametr opóźnienia mierzono przez dwie różne grupy, aby był mniejszy niż zero (w rzeczywistości zgodny z -1), co oznacza, że dziś parametr Hubble ' a jest zbieżny do stałej wartości w miarę upływu czasu., Niektórzy kosmolodzy kapryśnie nazywają efekt związany z „przyspieszającym wszechświatem” „kosmicznym palantem”. Za odkrycie tego zjawiska otrzymał w 2011 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.
w październiku 2018 roku naukowcy zaprezentowali nową trzecią metodę (dwie wcześniejsze metody, jedna oparta na przesunięciu ku czerwieni, a druga na kosmicznej drabinie odległości, dały wyniki, które się nie zgadzają), wykorzystującą informacje pochodzące ze zdarzeń fal grawitacyjnych (zwłaszcza tych związanych z fuzją gwiazd neutronowych, jak GW170817), wyznaczania stałej Hubble ' a, niezbędnej do ustalenia tempa ekspansji Wszechświata.,
mierzenie odległości w rozszerzającej się przestrzeniedytuj
w skalach kosmologicznych obecny wszechświat jest geometrycznie płaski, co oznacza, że zasady geometrii euklidesowej związane z piątym postulatem Euklidesa trzymają się, choć w przeszłości czasoprzestrzeń mogła być silnie zakrzywiona. Ekspansja wszechświata, częściowo w celu dostosowania się do tak różnych geometrii, jest z natury ogólna relatywistyczna; nie może być modelowana wyłącznie za pomocą szczególnej teorii względności, chociaż takie modele istnieją, są one w zasadniczej sprzeczności z obserwowaną interakcją między materią a czasoprzestrzenią widzianą w naszym wszechświecie.,
obrazy po prawej stronie pokazują dwa widoki diagramów czasoprzestrzeni, które pokazują geometrię wszechświata na dużą skalę według modelu kosmologicznego ΛCDM. Pomija się dwa wymiary przestrzeni, pozostawiając jeden wymiar przestrzeni (wymiar, który rośnie wraz ze wzrostem stożka) i jeden czas (wymiar, który przechodzi” w górę ” powierzchni stożka)., Wąski okrągły koniec diagramu odpowiada czasowi kosmologicznemu 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu, podczas gdy szeroki koniec jest czasem kosmologicznym 18 miliardów lat, gdzie można zobaczyć początek przyspieszającej ekspansji jako rozpryskiwanie się na zewnątrz czasoprzestrzeni, cecha, która ostatecznie dominuje w tym modelu. Fioletowe linie siatki wyznaczają czas kosmologiczny w odstępach miliarda lat od Wielkiego Wybuchu. Linie siatki cyjanowej wyznaczają odległości w odstępach jednego miliarda lat świetlnych w obecnej erze (mniej w przeszłości i więcej w przyszłości)., Zauważ, że okrągłe zwijanie powierzchni jest artefaktem osadzenia bez fizycznego znaczenia i odbywa się wyłącznie po to, aby ilustracja była widoczna; przestrzeń w rzeczywistości nie zwija się wokół siebie. (Podobny efekt można zaobserwować w rurkowym kształcie pseudosfery.)
brązowa linia na diagramie jest linią świata Ziemi (lub wcześniej materii, która skondensowała się tworząc ziemię). Żółta linia jest linią świata najbardziej odległego znanego kwazara., Czerwona linia to droga wiązki światła emitowanej przez Kwazar około 13 miliardów lat temu i docierającej do ziemi w dzisiejszych czasach. Pomarańczowa linia pokazuje dzisiejszą odległość między kwazarem a ziemią, około 28 miliardów lat świetlnych, co jest w szczególności większą odległością niż wiek Wszechświata pomnożoną przez prędkość światła: ct.
zgodnie z zasadą równoważności ogólnej teorii względności, Zasady szczególnej teorii względności obowiązują lokalnie w małych regionach czasoprzestrzeni, które są w przybliżeniu płaskie., W szczególności światło zawsze porusza się lokalnie z prędkością c; w naszym diagramie oznacza to, zgodnie z konwencją konstruowania diagramów czasoprzestrzennych, że wiązki światła zawsze tworzą kąt 45° z lokalnymi liniami siatki. Nie wynika jednak, że światło przemierza odległość ct w czasie t, jak ilustruje czerwona linia świata. Chociaż zawsze porusza się lokalnie w punkcie c, jego czas w tranzycie (około 13 miliardów lat) nie jest związany z odległością przebytą w żaden prosty sposób, ponieważ wszechświat rozszerza się w miarę jak wiązka światła przemierza przestrzeń i czas., W rzeczywistości przebyta odległość jest z natury niejednoznaczna ze względu na zmieniającą się skalę wszechświata. Niemniej jednak, możemy wyróżnić dwie odległości, które wydają się mieć znaczenie fizyczne: odległość między Ziemią a kwazarem, gdy światło zostało wyemitowane, oraz odległość między nimi w obecnej erze (biorąc kawałek stożka wzdłuż wymiaru, który zadeklarowaliśmy jako wymiar przestrzenny)., Pierwsza odległość wynosi około 4 miliardów lat świetlnych, znacznie mniejsza niż ct, ponieważ wszechświat rozszerzał się, gdy światło podróżowało na odległość, światło musiało „biec pod bieżnię” i dlatego poszło dalej niż początkowa separacja między Ziemią a kwazarem. Ta ostatnia odległość (pokazana pomarańczową linią) wynosi około 28 miliardów lat świetlnych, znacznie większa niż ct., Gdyby ekspansja mogła zostać natychmiast zatrzymana dzisiaj, zajęłoby 28 miliardów lat, aby światło podróżowało między Ziemią a kwazarem, podczas gdy gdyby ekspansja zatrzymała się we wcześniejszym czasie, zajęłoby to tylko 4 miliardy lat.,
światło dotarło do nas znacznie dłużej niż 4 miliardy lat, chociaż było emitowane z odległości zaledwie 4 miliardów lat świetlnych, a w rzeczywistości światło emitowane w kierunku Ziemi faktycznie oddalało się od ziemi, gdy zostało wyemitowane po raz pierwszy, w tym sensie, że odległość metryczna do Ziemi wzrosła wraz z czasem kosmologicznym przez pierwsze kilka miliardów lat jej podróży, a także wskazuje, że ekspansja przestrzeni między Ziemią a kwazarem we wczesnym okresie była szybsza niż prędkość światła., Żadne z tych zaskakujących zachowań nie wynika ze specjalnej własności ekspansji metrycznej, ale po prostu z lokalnych zasad szczególnej teorii względności zintegrowanych na zakrzywionej powierzchni.
Topologia rozszerzającej się przestrzeniedytuj
graficzna reprezentacja ekspansji wszechświata od Wielkiego Wybuchu do współczesności, z epoką inflacyjną reprezentowaną jako dramatyczna ekspansja metryki widzianej po lewej stronie. Ta wizualizacja może być myląca, ponieważ wydaje się, jakby wszechświat rozszerzał się w uprzednio istniejącą pustą przestrzeń w czasie., Zamiast tego ekspansja stworzyła i nadal tworzy całą znaną przestrzeń i czas.
z biegiem czasu przestrzeń, która tworzy wszechświat, rozszerza się. Słowa „przestrzeń” i „wszechświat”, czasami używane zamiennie, mają w tym kontekście różne znaczenia., Tutaj „przestrzeń” jest pojęciem matematycznym, które oznacza trójwymiarowy kolektor, w którym osadzone są nasze odpowiednie pozycje, podczas gdy „Wszechświat” odnosi się do wszystkiego, co istnieje, w tym materii i energii w przestrzeni, dodatkowych wymiarów, które mogą być owinięte w różne ciągi i czasu, przez który mają miejsce różne wydarzenia. Ekspansja przestrzeni odnosi się tylko do tego trójwymiarowego kolektora; to znaczy, że opis nie zawiera żadnych struktur, takich jak dodatkowe wymiary lub wszechświat zewnętrzny.,
ostateczną topologią przestrzeni jest a posteriori-coś, co w zasadzie musi być przestrzegane-ponieważ nie ma ograniczeń, które można po prostu uzasadnić (innymi słowy, nie może być żadnych ograniczeń a priori), jak przestrzeń, w której żyjemy, jest połączona lub czy owija się wokół siebie jako zwarta przestrzeń., Chociaż niektóre modele kosmologiczne, takie jak wszechświat Gödla, pozwalają nawet na przedziwne linie świata, które przecinają się ze sobą, ostatecznie pytanie, czy jesteśmy w czymś w rodzaju „wszechświata Pac-Mana”, gdzie jeśli Podróżowanie wystarczająco daleko w jednym kierunku umożliwiłoby po prostu powrót do tego samego miejsca, jak poruszanie się po powierzchni balonu (lub planety takiej jak Ziemia), jest kwestią obserwacyjną, która jest ograniczona jako mierzalna lub niewymierna przez globalną geometrię wszechświata., Obecnie obserwacje są zgodne z tym, że wszechświat jest nieskończony w zakresie i po prostu połączony, chociaż jesteśmy ograniczeni w rozróżnianiu prostych i bardziej skomplikowanych propozycji przez horyzonty kosmologiczne., Wszechświat może być nieskończony lub może być skończony; ale dowody, które prowadzą do modelu inflacyjnego wczesnego wszechświata, również wskazują, że „wszechświat całkowity” jest znacznie większy niż wszechświat obserwowalny, a więc wszelkie krawędzie, egzotyczne geometrie lub topologie nie byłyby bezpośrednio obserwowalne, ponieważ światło nie osiągnęło skali, na której takie aspekty wszechświata, jeśli istnieją, są nadal dozwolone. Ze wszystkich względów i celów można bezpiecznie założyć, że wszechświat jest nieskończony w zakresie przestrzennym, bez krawędzi lub dziwnych powiązań.,
niezależnie od ogólnego kształtu wszechświata, pytanie, w co wszechświat się rozszerza, jest takie, które nie wymaga odpowiedzi zgodnie z teoriami opisującymi ekspansję; sposób, w jaki definiujemy przestrzeń w naszym wszechświecie w żaden sposób nie wymaga dodatkowej przestrzeni zewnętrznej, w którą może się rozszerzać, ponieważ ekspansja nieskończonej przestrzeni może się wydarzyć bez zmiany nieskończonego zasięgu przestrzeni. Pewne jest tylko to, że rozmaitość przestrzeni, w której żyjemy, ma po prostu tę właściwość, że odległości między obiektami powiększają się wraz z upływem czasu., To tylko implikuje proste obserwacyjne konsekwencje związane z ekspansją metryczną zbadaną poniżej. Nie jest wymagane” Na zewnątrz ” lub osadzenie w hiperprzestrzeni do wystąpienia ekspansji. Często widziane wizualizacje wszechświata rosnącego jako bańka w nicość są mylące pod tym względem. Nie ma powodu, by wierzyć, że istnieje coś „na zewnątrz” rozszerzającego się wszechświata, do którego wszechświat się rozszerza.,
nawet jeśli ogólny zasięg przestrzenny jest nieskończony, a więc wszechświat nie może być „większy”, nadal mówimy, że przestrzeń rozszerza się, ponieważ lokalnie wzrasta charakterystyczna odległość między obiektami. Gdy nieskończona przestrzeń rośnie, pozostaje nieskończona.
gęstość wszechświata podczas ekspansji
pomimo tego, że był niezwykle gęsty, gdy był bardzo młody i podczas części jego wczesnej ekspansji – znacznie gęstszy niż zwykle wymagany do utworzenia czarnej dziury – wszechświat nie rozpadł się ponownie w czarną dziurę., Dzieje się tak, ponieważ powszechnie stosowane obliczenia dla zapadania grawitacyjnego są zwykle oparte na obiektach o względnie stałych rozmiarach, takich jak gwiazdy, i nie mają zastosowania do szybko rozszerzającej się przestrzeni, takiej jak Wielki Wybuch.
efekty ekspansji na małych skalachedytuj
ekspansja przestrzeni jest czasami opisywana jako siła, która działa w celu odepchnięcia obiektów. Chociaż jest to dokładny opis efektu stałej kosmologicznej, nie jest to dokładny obraz zjawiska ekspansji w ogóle.,
Animacja rozwijającego się modelu chleba z rodzynkami. Ponieważ chleb podwaja szerokość (głębokość i długość), odległości między rodzynkami również się podwaja.
oprócz spowolnienia ogólnej ekspansji, grawitacja powoduje lokalne zlepianie się materii w gwiazdy i galaktyki. Kiedy obiekty są formowane i związane grawitacją, „odpadają” z ekspansji i nie rozszerzają się następnie pod wpływem metryki kosmologicznej, nie ma siły, która by je do tego zmuszała.,
nie ma różnicy między inercyjną ekspansją wszechświata a inercyjną separacją pobliskich obiektów w próżni; pierwsza z nich jest po prostu ekstrapolacją na dużą skalę.
gdy obiekty są związane grawitacją, nie oddalają się od siebie. Tak więc Galaktyka Andromedy, która jest związana z galaktyką Drogi Mlecznej, faktycznie spada w naszą stronę i nie rozszerza się. W obrębie Grupy Lokalnej oddziaływania grawitacyjne zmieniły inercyjne wzorce obiektów tak, że nie zachodzi ekspansja kosmologiczna., Gdy ktoś wykracza poza grupę lokalną, ekspansja inercyjna jest mierzalna, chociaż systematyczne efekty grawitacyjne sugerują, że coraz większe części przestrzeni w końcu odpadną z „przepływu Hubble' a ” i skończą jako związane, nie rozszerzające się obiekty aż do skali supergromad galaktyk. Możemy przewidzieć takie przyszłe zdarzenia znając dokładny sposób zmiany przepływu Hubble ' a oraz masy obiektów, do których jesteśmy przyciągani grawitacyjnie., Obecnie Lokalna Grupa jest przyciągana grawitacyjnie albo w kierunku Superklustru Shapleya, albo „Wielkiego Atraktora”, z którym, gdyby dark energy nie działało, w końcu połączylibyśmy się i nie zobaczylibyśmy oddalenia się od nas po takim czasie.
konsekwencją ekspansji metrycznej wynikającej z ruchu inercyjnego jest to, że jednolita lokalna „eksplozja” materii do próżni może być lokalnie opisana przez geometrię FLRW, tę samą geometrię, która opisuje ekspansję wszechświata jako całości i była również podstawą prostszego wszechświata Milne ' a, który ignoruje skutki grawitacji., W szczególności ogólna teoria względności przewiduje, że światło będzie poruszać się z prędkością c w odniesieniu do lokalnego ruchu eksplodującej materii, zjawiska analogicznego do przeciągania ramek.
sytuacja zmienia się nieco wraz z wprowadzeniem ciemnej energii lub stałej kosmologicznej. Stała kosmologiczna ze względu na gęstość energii próżni ma efekt dodawania siły odpychającej między obiektami, która jest proporcjonalna (a nie odwrotnie proporcjonalna) do odległości. W przeciwieństwie do inercji aktywnie „ciągnie” na obiektach, które zlepiły się razem pod wpływem grawitacji, a nawet na pojedynczych atomach., Nie powoduje to jednak, że obiekty stale rosną lub rozpadają się; o ile nie są bardzo słabo związane, po prostu osiądą w stanie równowagi, który jest nieco (niewykrywalnie) większy niż w przeciwnym razie byłby. W miarę jak wszechświat się rozszerza i materia w nim się rozrzedza, przyciąganie grawitacyjne maleje (ponieważ jest proporcjonalne do gęstości), podczas gdy odpychanie kosmologiczne wzrasta; tak więc ostateczny los wszechświata ΛCDM to bliska próżnia rozszerzająca się w coraz większym tempie pod wpływem stałej kosmologicznej., Jednakże, jedynym widocznym lokalnie efektem przyspieszającej ekspansji jest zniknięcie (przez uciekający przesunięcie ku czerwieni) odległych galaktyk; obiekty związane grawitacyjnie, takie jak Droga Mleczna, nie rozszerzają się, a galaktyka Andromedy porusza się na tyle szybko, że nadal połączy się z Drogą Mleczną za 3 miliardy lat, i jest również prawdopodobne, że połączona supergalaksja, która się formuje, w końcu wpadnie i połączy się z pobliską gromadą Panny. Jednak galaktyki leżące dalej od tego miejsca będą oddalać się z coraz większą prędkością i być przesunięte na Czerwono poza zakres naszej widoczności.,
ekspansja metryczna i prędkość światłaedytuj
pod koniec wczesnego okresu inflacyjnego wszechświata cała materia i energia we wszechświecie zostały ustawione na inercyjnej trajektorii zgodnej z zasadą równoważności i ogólną teorią względności Einsteina i wtedy właśnie powstała precyzyjna i regularna forma ekspansji Wszechświata (tzn. materia we wszechświecie się rozdziela, ponieważ w przeszłości oddzielała się z powodu pola inflacyjnego).,
podczas gdy szczególna teoria względności zabrania obiektom poruszania się szybciej niż światło w odniesieniu do lokalnej ramy odniesienia, w której czasoprzestrzeń może być traktowana jako płaska i niezmienna, nie ma ona zastosowania do sytuacji, w których krzywizna czasoprzestrzeni lub ewolucja w czasie stają się ważne. Sytuacje te są opisywane przez ogólną teorię względności, która pozwala na zwiększenie odległości między dwoma odległymi obiektami szybciej niż prędkość światła, chociaż definicja „odległości” tutaj jest nieco inna niż w układzie inercyjnym., Definicja odległości użytej tutaj jest sumowaniem lub integracją lokalnych odległości comoving, wszystko odbywa się w stałym lokalnym właściwym czasie. Na przykład galaktyki oddalone od nas o Promień Hubble ' a o około 4,5 gigaparseków lub 14,7 miliarda lat świetlnych mają prędkość większą niż prędkość światła. Widoczność tych obiektów zależy od dokładnej historii ekspansji Wszechświata., Światło, które jest emitowane dzisiaj z galaktyk poza bardziej odległym kosmologicznym horyzontem zdarzeń, około 5 gigaparseków lub 16 miliardów lat świetlnych, nigdy nie dotrze do nas, chociaż nadal możemy zobaczyć światło, które te galaktyki emitowały w przeszłości. Ze względu na dużą szybkość ekspansji możliwe jest również, aby odległość między dwoma obiektami była większa niż wartość obliczona przez pomnożenie prędkości światła przez wiek Wszechświata. Szczegóły te są częstym źródłem nieporozumień wśród amatorów, a nawet profesjonalnych fizyków., Ze względu na nieintuicyjny charakter tematu i to, co niektórzy określali jako „nieostrożne” wybory sformułowań, niektóre opisy metrycznej ekspansji przestrzeni i błędne przekonania, do których mogą prowadzić takie opisy, są przedmiotem dyskusji w dziedzinach edukacji i komunikacji pojęć naukowych.
skala faktoredytuj
na poziomie podstawowym ekspansja wszechświata jest właściwością pomiaru przestrzennego na największych skalach mierzalnych naszego wszechświata., Odległości między kosmologicznie istotnymi punktami zwiększają się wraz z upływem czasu, co prowadzi do obserwowalnych efektów opisanych poniżej. Tę cechę wszechświata można scharakteryzować pojedynczym parametrem, który nazywa się współczynnikiem skali, który jest funkcją czasu i pojedynczą wartością dla całej przestrzeni w dowolnym momencie (gdyby współczynnik skali był funkcją przestrzeni, naruszałoby to zasadę kosmologiczną). Zgodnie z konwencją czynnikiem skali jest jedność w chwili obecnej, a ponieważ wszechświat się rozszerza, jest mniejszy w przeszłości i większy w przyszłości., Ekstrapolacja w czasie za pomocą pewnych modeli kosmologicznych da moment, w którym współczynnik skali był zerowy; nasze obecne zrozumienie kosmologii ustala ten czas na 13,799 ± 0,021 miliarda lat temu. Jeśli wszechświat będzie się rozszerzał w nieskończoność, współczynnik skali zbliży się w przyszłości do nieskończoności. Zasadniczo nie ma powodu, aby ekspansja wszechświata była monotoniczna i istnieją modele, w których w pewnym momencie w przyszłości współczynnik skali zmniejsza się wraz z towarzyszącym mu skurczem przestrzeni, a nie ekspansją.,
Inne konceptualne modele ekspansji
ekspansja przestrzeni jest często ilustrowana modelami konceptualnymi, które pokazują tylko rozmiar przestrzeni w danym czasie, pozostawiając wymiar czasu niejawny.
w modelu „mrówka na gumowej lince” wyobraża się mrówkę (wyidealizowaną jako punktowata) czołgającą się ze stałą prędkością na idealnie elastycznej lince, która stale się rozciąga., Jeśli rozciągniemy linę zgodnie ze współczynnikiem skali ΛCDM i pomyślimy o prędkości mrówki jako prędkości światła, to analogia ta jest numerycznie dokładna – pozycja mrówki w czasie będzie pasowała do ścieżki czerwonej linii na powyższym diagramie.
w „modelu arkusza gumowego” linę zastępuje się płaską dwuwymiarową arkuszem gumowym, który rozszerza się równomiernie we wszystkich kierunkach. Dodanie drugiego wymiaru przestrzennego zwiększa możliwość pokazania lokalnych perturbacji geometrii przestrzennej przez lokalną krzywiznę w arkuszu.,
w „modelu balonu” płaski arkusz jest zastępowany balonem kulistym, który jest nadmuchiwany od początkowego rozmiaru zera (reprezentującego wielki wybuch). Balon ma dodatnią krzywiznę Gaussa, podczas gdy obserwacje sugerują, że rzeczywisty wszechświat jest przestrzennie płaski, ale tę niespójność można wyeliminować, czyniąc balon bardzo dużym, tak że jest lokalnie płaski do granic obserwacji. Ta analogia jest potencjalnie myląca, ponieważ błędnie sugeruje, że wielki wybuch miał miejsce w centrum balonu., W rzeczywistości punkty od powierzchni balonu nie mają znaczenia, nawet jeśli były zajęte przez balon wcześniej.
w „modelu chleba z rodzynkami” wyobraża się bochenek chleba z rodzynkami rozszerzający się w piekarniku. Bochenek (przestrzeń) rozszerza się jako całość, ale rodzynki (obiekty związane grawitacyjnie)nie rozszerzają się; po prostu oddalają się od siebie.