No tiene sentido asignar una velocidad particular a la expansión del universo. El universo no se expande más rápido que la luz … tampoco se expande más lento que la luz. Es, simplemente, expandiéndose por todas partes, y siempre puedes encontrar dos puntos suficientemente separados que se alejan el uno del otro más rápido que la luz.
La tasa de expansión generalmente se da en forma de parámetro de Hubble: [matemáticas] H_0 \ sim 70 ~ {\ rm km} / {\ rm s} / {\ rm Mpc} [/ matemáticas]. La forma de leer este parámetro es simple: dos objetos en este universo en la actualidad, separados por una distancia de 1 megaparsec (Mpc, aproximadamente 3,26 millones de años luz) se alejarían entre sí a una velocidad de 70 km / s.
Entonces, dos objetos que están separados por 10 megaparsecs se alejan el uno del otro a 700 km / s. Dos objetos separados por 1 gigaparsec retrocederían a 70,000 km / s. Y dos objetos que están separados por 5 gigaparsecs se alejan el uno del otro a 350,000 km / s, que por supuesto es más que la velocidad de vacío de la luz.
- ¿Existe tal partícula que tenga una velocidad que sea incluso mayor que la luz? Creo que hay
- ¿A qué velocidad se requiere para poder viajar al futuro? ¿O es posible?
- Cuando un objeto cruza el horizonte de sucesos de un agujero negro, ¿excede la velocidad de la luz en algún lugar entre el horizonte de sucesos y la singularidad?
- ¿Es posible viajar simplemente usando una fuente de luz para obtener el empuje requerido en el vacío?
- ¿Qué hace que la velocidad de la luz sea fundamental para la física?
Pero aquí está la cosa … estos dos objetos no pueden verse. Cada uno está oculto del otro por un horizonte cosmológico respectivo. Como el horizonte de eventos de un agujero negro, excepto que el horizonte cosmológico depende del observador; su horizonte cosmológico difiere (muy ligeramente) del mío, y nuestros horizontes cosmológicos difieren mucho del horizonte de un observador alienígena gigaparsecs desde aquí.
Este horizonte cosmológico simplemente define el conjunto de cosas que están lo suficientemente cerca de ti para que en la vida finita del universo, la luz ya tenga suficiente tiempo para alcanzarte. Básicamente, la luz puede alcanzarlo si tuviera que viajar no más de 13.8 mil millones de años luz. Algo más que eso, y todavía no había tiempo suficiente para que la luz llegara a tus ojos.
Con respecto al CMB … bueno, así es exactamente como los objetos distantes emergen a la vista. O más bien, aún no eran objetos, solo gas primordial. Si toma un radiotelescopio y mira el CMB, ¿qué ve? Por qué, es gas caliente que se volvió lo suficientemente transparente como para permitir que brille su propio brillo. Ese brillo, desplazado en rojo en frecuencia desde el dominio de la luz visible a las microondas, es lo que detecta su antena.
Pero, ¿qué ves cuando miras el CMB en el mismo lugar al día siguiente? El gas que viste ayer ahora es transparente y ya no es incandescente. Pero había cosas detrás de ese parche de gas … más gas, un poco más lejos, desde el cual el CMB te alcanza justo ahora. Y al día siguiente, y al siguiente, sigues viendo parches de gas cada vez más lejos, como era el momento en que se estaba volviendo transparente, emitiendo su último brillo. En un universo espacialmente infinito, esto continuará para siempre, pero el creciente desplazamiento al rojo debido a la expansión continua eventualmente haría que el CMB sea indetectable. Pero incluso dentro de un trillón de años a partir de ahora, con un aparato lo suficientemente sensible, podría captar un ruido de radio de onda larga muy tenue, el remanente del mismo resplandor, pero desde un rincón muy distante del universo, desde el cual habría viajado un billón de años luz para alcanzar su instrumento.
Por el contrario, podemos ejecutar la misma película al revés. Digamos que miras una galaxia distante hoy. ¿Cómo fue ayer? Un poco más cerca de nosotros, pero también un poco menos desarrollado. Retroceda el tiempo unos pocos miles de millones de años y ¿qué ve? Todavía no hay galaxia, solo un remolino de gas a punto de formar las primeras estrellas. Vuelva más atrás y el mismo gas aún no se arremolina, ya que aún no ha comenzado a colapsar en una galaxia futura. Retroceda aún más y este gas, todavía allí, está caliente y emite luz … y no puede retroceder más porque en ese entonces, este parche de gas era opaco, no transparente, y lo que ves son otros parches brillantes de gas que interponerse en el camino.
Hay otro posible malentendido que percibo en los detalles de la pregunta. La cuestión de “adelantar” a la luz se plantea como si el universo se estuviera expandiendo hacia un espacio preexistente. Pero esa no es la forma en que funciona. El universo es todo el espacio (infinito). La expansión no significa que hay un objeto que se está volviendo más grande. Significa que en este espacio infinito, la distancia entre cualquier punto y cualquier otro punto aumenta con el tiempo. Cualquier luz que se emite en este universo permanece en este universo porque no hay “afuera”: en todas partes donde la luz puede estar es parte del universo por definición, y a gran escala, el universo es (en promedio) el mismo en todas partes.
