因果视界与粒子视界的区别及因果视界的定义是什么?
先给你把因果视界的定义讲明白:因果视界(也常被称为未来视界)是观测者在未来所有时间维度里,能接收到外界信号的最远边界。换句话说,那些位于因果视界之外的宇宙区域,不管我们等待多长时间,它们发出的光或任何信息都永远无法抵达我们所在的位置——我们和这些区域从始至终都不存在建立因果联系的可能。从宇宙学的严谨角度来说,它对应着观测者未来光锥的边界所划定的宇宙学距离,是我们原则上能观测到的终极边界,哪怕宇宙持续演化到无穷远的未来,这个边界也无法被突破。
接下来聊聊它和粒子视界的核心区别,我给你分几点梳理清楚:
时间维度的指向完全不同
粒子视界是回望过去的边界:它描述的是从宇宙诞生时刻(通常取t=0,尺度因子a=0)到当前时刻t,光所能传播到观测者的最远距离——简单说就是我们现在能看到的最远的“过去的宇宙区域”。而因果视界是展望未来的边界:它关注的是未来无穷时间里,我们能触及的最远宇宙区域,视界外的区域无论多久都没法和我们交换信息。随宇宙演化的变化规律不同
粒子视界的大小会随着宇宙的演化持续变化:比如在膨胀的宇宙中,它会不断扩大,我们能看到的宇宙范围会越来越远(因为更多早期宇宙发出的光终于传到了我们这里)。但因果视界的大小取决于宇宙的膨胀速率,在当前主流的ΛCDM宇宙模型(加速膨胀宇宙)中,它会逐渐趋近于一个固定的极限值,不会无限扩张。因果联系的性质不同
粒子视界内的区域,是曾经和我们存在因果联系(或者说我们现在能观测到它们过去的状态);而因果视界内的区域,是未来有机会和我们建立因果联系(只要等待足够久,它们的信号就能抵达我们),视界外的区域则永远和我们没有因果交互的可能。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者SRS

