¿Cómo es posible que nunca podamos ‘ver’ el borde de este universo, debido a su expansión a un ritmo ‘más rápido que la velocidad de la luz’?

Hay dos aristas en el universo:

1. La ventaja física más allá de la cual nada existe: esta distancia es desconocida y debatida
2. El punto en el que la luz ya no puede alcanzarnos: a 13.7 mil millones de años luz de distancia (fuente) y los objetos emitidos desde ese momento, debido a la expansión y aceleración, están a 46 mil millones de años luz de distancia (fuente)

La velocidad de la luz es de 300 millones de m / sy ningún objeto físico puede superar eso. Nada puede superar esa velocidad. Lo que quiero decir es que “nada”, el espacio vacío, puede exceder la velocidad de la luz. Debido a este principio, no son los objetos que se mueven más lejos, sino que el plano del espacio en el que existen se está expandiendo.

Piense en ello como hormigas y migajas sabrosas en el interior de un globo en una cámara de vacío. A medida que el vacío comienza a extraer aire de la cámara, el globo comenzará a expandirse para llenar el espacio faltante. Al principio, el globo se expandirá lentamente, cumpliendo los requisitos de equilibrio. Las hormigas y los puntos se alejan unos de otros a un ritmo conocido. Es posible hacer que el globo se expanda tan rápido que las hormigas se alejen más rápido de la miga que su velocidad de caminar hacia la miga. No importa cuánto trataron de llegar a la miga, nunca pudieron.

El universo se está expandiendo de la misma manera, a 71 km / s / Mpc (fuente)

Esa unidad es de 71 kilómetros por segundo por Megaparsec. Los objetos que están a una megaparsec del observador se mueven a 71 kilómetros por segundo del observador. Los objetos a dos megaparsecs de distancia se mueven a 71 * 2 = 142 kilómetros por segundo de distancia. Los objetos a tres megaparsecs de distancia se mueven a 213 km / s, y esto continúa hasta llegar a la velocidad de la luz, que es de 300000 km / s. Eso ocurre a 4222 megaparsecs, que está a 13.7 mil millones de años luz de distancia.

Como comentario, eventualmente el globo en el ejemplo de la hormiga explotará, y esa es otra idea sobre cómo terminará el universo: The Big Rip (fuente)

La respuesta está principalmente en la pregunta, pero elaboraré:

1. El espacio se está expandiendo: lo que es más importante, las distancias entre los objetos macro como las estrellas y las galaxias están aumentando.
2. Después de eso, la luz tiene una mayor distancia para viajar desde los objetos más alejados, especialmente desde el ‘borde’ del universo observable.
3. La luz se mueve en C, una constante universal. Suponiendo que no ocurra interferencia con un medio, continuará viajando a esta velocidad indefinidamente.
4. El espacio se expande más rápido que C: el espacio entre las estrellas y las galaxias aumenta a un ritmo tal que la luz de objetos muy distantes nunca podrá superar la expansión a medida que las distancias continúan aumentando exponencialmente.
5. Eventualmente, los observadores de la Tierra podrán ver cada vez menos del universo observable a medida que se expande.

Espero que esto ayude.

Intentaré mantener esto lo más simplista posible. Imagine los siguientes escenarios.

La tierra está girando y si te mueves en la dirección de la rotación, no cuentas eso como parte de tu velocidad en la tierra.

Del mismo modo, la estructura del universo (espacio / tiempo) se está expandiendo. La luz viaja dentro de este continuo y solo cuenta la luz que se mueve, no la tela en sí misma al calcular la velocidad.

La tela puede expandirse a cualquier velocidad y no afectar la velocidad de la luz dentro del universo.

Eventualmente, la tela asegurará que la mayoría de los objetos sean imposibles de ver porque estarán demasiado lejos.

No es una buena explicación científica, pero es fácil de imaginar. Hay una tonelada de otros factores involucrados, pero debe hacerse una idea.

Espero eso ayude.

“¿Cómo es posible?” Se puede interpretar y responder en varios niveles. En los niveles más abstractos, la respuesta a las preguntas de esa forma es siempre: “Nadie lo sabe”.

Pero en un nivel inferior, no podemos verlo porque la luz de más allá de esa distancia nunca puede alcanzarnos. Es como si un automóvil viniera hacia nosotros a 120 mph o 190 k / h, pero el camino se aleja de nosotros a la misma velocidad o más rápido.

Tal vez solo deba aclararse que la afirmación se refiere al borde del universo observable , no al universo entero . Es esencialmente la definición del término universo observable y de su borde. La mayoría de los científicos piensan que el universo entero no tiene ventaja.

No hay un límite para el Universo más allá del cual comience algo más. Todo, incluido el espacio, está dentro.

La mejor manera de visualizarlo es pensar que el Universo es la superficie del globo. Bueno, la superficie del globo es bidimensional, mientras que el universo es tridimensional (4 incluyendo el tiempo). Al igual que la superficie del globo aumenta a medida que soplamos aire, el Universo se ha expandido desde Big Bang hace 13.700 millones de años.

Para una criatura bidimensional que vive en la superficie del globo, no hay exterior a la superficie del globo. Puede tomar tantas rondas como desee alrededor de la superficie, pero no va a encontrar lo que está más allá del borde de la superficie del globo, simplemente porque no tiene borde.

Del mismo modo, la pregunta de qué está fuera del Universo no tiene sentido porque no hay un límite para el Universo. El concepto de exterior viene cuando hay borde o línea de meta. Si tomamos un cohete y seguimos avanzando en una dirección particular a una velocidad muy alta, después de miles de millones de años, volveremos al lugar original (sin tener que cambiar la dirección).

No podemos ver el borde del Universo porque el Universo no tiene un borde. No puedes ver algo que no está allí.

Lógicamente, si el Universo es el conjunto de todo, y tiene una ventaja física, lo que sea que esté más allá de la frontera, incluso si “nada”, fuera parte del Universo … creando una contradicción.

Lo más cercano que tenemos a un borde físico sería el horizonte de eventos de un agujero negro … de lo contrario, estás atrapado en el límite entre lo que existe y lo que no existe.

No vemos objetos más allá del horizonte cosmológico porque la expansión del Universo entre nosotros significa que se produce más distancia más rápido de lo que la luz puede atravesarlo. generalmente se describe como “los objetos se retiran más rápido que la velocidad de la luz”.

La gente por esos objetos distantes nos consideraría más allá de su horizonte cosmológico con su punto de vista similar al nuestro.

Partes del Universo que vemos estarán algún día más allá de nuestro horizonte cosmológico.

Observe cómo nada de esto necesita una ventaja.

Lo que vemos ahora es cómo era el universo hace 13.800 millones de años. Esa luz nos está llegando. Más allá de eso, todo se aleja más rápido que la velocidad de la luz, por lo que los fotones nunca nos llegarán.

¡Todo el universo visible!

¿Por qué siento que respondiste la pregunta?

El espacio entre los objetos no unidos por la gravedad aumenta. Este aumento probablemente se deba a la misteriosa energía oscura. Como se está expandiendo constantemente y el universo también es infinito, no podemos ver el borde ya que se aleja de nosotros más rápido que la luz.

Espero que esto responda a su pregunta pre respondida.

Primero, no hay “borde” para el Universo en el espacio. Lo más cercano a una ventaja que tiene el Universo es el instante * ahora *.

En segundo lugar, vemos luz de los objetos que “retroceden más rápido que c”. Piensa en esto … ¿cómo podemos hacer eso, si la luz solo se mueve en c? La respuesta es que esta luz se usó desde el interior de nuestro horizonte Rindler, de fuentes que tenían solo unos pocos cientos de km / seg de movimiento peculiar cuando se emitía la luz.

Entonces “ No podemos llegar al límite, porque no hay ninguno. Y no porque se esté alejando demasiado rápido. ”

En primer lugar, ¿quién dice que se está expandiendo a un ritmo más rápido que la velocidad de la luz?

Sí, se está expandiendo con la aceleración (descubierta en 1998), es decir, no se está expandiendo uniformemente. Pero uno de los posibles destinos del universo está en un cierto horizonte del universo, aún no determinado, todos los objetos celestes universales volarán más rápido que la velocidad de la luz, y en este caso nadie en ese momento puede rastrearlos. Por el momento, el borde del universo no está físicamente bien definido.

Eso no solo es posible, es una afirmación correcta. Hasta donde todos saben, el universo no tiene “borde”, pero incluso si lo hiciera, no podríamos verlo porque el tamaño del universo visible ya es más pequeño que el tamaño del universo total . Esta discrepancia aumenta con el tiempo, debido a la influencia de la energía oscura (lo que sea que sea). He leído que, eventualmente, no podremos ver nada fuera de nuestro grupo local de galaxias.