Космічний час, або космологічний час, — часова координата, що використовується в моделях Великого вибуху у фізичній космології. Ця концепція часу уникає деяких ускладнень, пов'язаних з теорією відносності, оскільки вона визначена для конкретного розв'язку рівнянь загальної теорії відносності в межах розглядуваної космологічної моделі.

Проблеми з абсолютним часом Теорія спеціальної відносності Альберта Ейнштейна показала, що одночасність не є абсолютною. Спостерігач, що знаходиться у стані спокою, може вважати, що дві події, розділені в просторі (скажімо, два удари блискавки на відстані 10 метрів один від одного), відбулися одночасно, тоді як інший спостерігач, що знаходиться у (відносному) русі, вважає, що одна з подій сталася раніше. Цей зв'язок простору та часу, простір-час Мінковського, ускладнює порівняння часу, бо час виявляється залежним від системи відліку.

Теорія загальної відносності Ейнштейна в ізотропному, однорідному, розширюваному Всесвіті надає спосіб визначення унікальної точки відліку часу. Усі координатні точки в такому Всесвіті еквівалентні. Герман Вейль постулював, що «галактики» в такому Всесвіті визначають геодезичні лінії, узагальнення прямих ліній у просторі-часі. Кожній галактиці можна приписати власний локальний годинник. Всі ці годинники синхронізовані в єдиній точці в минулому, де геодезичні перетинаються. Гіперповерхні, перпендикулярні до геодезичних, стають поверхнями постійного космічного часу.

Космічний час забезпечує універсальний час лише доти, доки виконуються припущення, що використовуються для його визначення. Існують розв'язки загальної теорії відносності, які не мають космічного часу. Однак стандартна космологічна модель, заснована на засадах, які узгоджуються з існуванням космічного часу, виявилася дуже успішною.

Визначення Космічний час  — це міра часу за допомогою фізичного годинника з нульовою пекулярною швидкістю за відсутності локальних ущільнень або розріджень матерії (для запобігання уповільненню часу через релятивістські ефекти або плутанину, спричинену розширенням Всесвіту). Його можна виміряти годинником, який рухається разом з потоком Габбла в ідеально однорідному Всесвіті. Космічний час є стандартною часовою координатою для визначення розв'язків Фрідмана — Леметра — Робертсона — Вокера рівнянь Ейнштейна загальної теорії відносності.

Момент не обов'язково має відповідати фізичній події (наприклад, космологічній сингулярності), а радше стосується точки, в якій масштабний коефіцієнт зникає для стандартної космологічної моделі, такої як ΛCDM. Для технічних цілей в дослідженнях раннього Всесвіту використовують такі поняття, як середня температура Всесвіту або горизонт частинок, оскільки розуміння взаємодії між частинками є більш актуальним, ніж їхня часова координата чи вік. Космічний час залежить від фізичних понять, таких як маса, які можуть бути недійсними для часів до приблизно 10−11 секунд.

Точка відліку Значення космічного часу у віддаленому місці можна задати відносно поточного часу в нашому місці розташування, яке називається часом ретроспективного огляду, або відносно початку Великого вибуху, яке називається «віком Всесвіту» для цього місця розташування.

Час погляду в минуле Час погляду в минуле або ретроспективний час ()  — це різниця у віці: вік Всесвіту зараз, , мінус вік Всесвіту, коли фотон був випромінений у віддаленому місці, Час погляду в минуле залежить від космологічної моделі: де означає сучасний параметр густини для матерії, а  — для темної енергії. Час погляду в минуле на точку з нескінченним z — це теперішній вік Всесвіту. Його можна описати як час, який знадобився світлу, щоб дістатися до нас від максимально віддаленого видимого об'єкта.

Вік Всесвіту

Як альтернативу, за основу для визначення можна взяти Великий вибух, отримавши таким чином час з моменту Великого вибуху. Для об'єкта, спостережуваного на червоному зміщенні z, вік Всесвіту на момент випромінювання спостережуваних від нього фотонів становить:

Для кожного значення червоного зміщення сума дорівнює віку Всесвіту в теперішній момент часу, . Сучасна фізична космологія оцінює сучасний вік Всесвіту у 13,8 мільярда роківHow Old is the Universe?.

Зв'язок з червоним зміщенням Астрономічні спостереження та теоретичні моделі можуть замість часу використовувати червоне зміщення. Космічний час та червоне зміщення пов'язані між собою. У випадку плоского Всесвіту без темної енергії космічний час можна виразити як Тут  — стала Габбла, а  — відношення густини Всесвіту до критичної густини у рівнянні Фрідмана для плоского Всесвіту:Невизначеності у значеннях цих параметрів роблять значення часу, отримані з вимірювань червоного зміщення, залежними від моделі.

Див. також

Хронологія Всесвіту Космічний календар Космологічний горизонт

Примітки