¿Se tiene en cuenta la expansión del universo al medir distancias en el espacio?

Sí, lo es, y conduce a algunos efectos bastante extraños.

Por un lado, no se puede decir simplemente “distancia” en cosmología. ¡Tienes que especificar qué tipo de distancia!

Hay tres distancias de uso común en cosmología:

  1. Distancia de luminosidad: ¿a qué distancia debe estar el objeto para que su brillo aparezca de la manera que lo hace?
  2. Distancia de diámetro angular: ¿a qué distancia debe estar un objeto para que su extensión a través del cielo (es decir, tamaño angular) sea lo que es?
  3. Distancia adecuada (o métrica): ¿Cuántas reglas de un metro de largo tendría que colocar en el espacio para llenar la distancia entre nosotros y ese objeto?

En la experiencia cotidiana (sin expansión), estas tres distancias son las mismas. De hecho, cualquiera de estos se considera como una forma válida de medir la distancia.

Sin embargo, en un universo en expansión, estas tres distancias no son lo mismo.

Esto se debe a que la expansión del Universo afecta las mediciones de luminosidad, tamaño angular y espacio intermedio de diferentes maneras. Por ejemplo, la luminosidad es igual a 1 / R ^ 2, por lo que a medida que R se expande, hay dos potencias del factor de expansión allí, y además, las luminosidades escalan con el factor de expansión porque la luz se desplaza hacia el rojo. El diámetro angular se expande con solo 1 potencia del factor de expansión. La distancia adecuada resulta estar entre estos casos.

Solo para objetos muy lejanos,

La tasa de expansión es muy pequeña en términos de distancias cósmicas. La tasa de expansión del Universo es de alrededor de 74 km por segundo por megaparsec (alrededor de 3 millones de años luz).

Habrías estado yendo bastante bien, hasta que llegó ese extraño ‘por megaparsec’.

Esta es una expansión relativa. Depende de dónde estés. Si ves una galaxia a unos 3 millones de años luz de donde estás (que en este caso sería la Tierra, a menos que seas un ET), esa galaxia se alejará a 74 km / s. Del mismo modo, una galaxia a unos 6 millones de años luz de distancia se alejará de nosotros a 148 km / s.

Para medir distancias relativamente cercanas, como unos 100 años luz, o incluso unos 100.000 años luz; La tasa de expansión es muy pequeña. Es como una gota de agua que cae en una enorme tina de 100 litros cada mes (nota: analogía no a escala).

Por lo tanto, no es necesario tener en cuenta la expansión para distancias tan cortas (¡en realidad no!). Es insignificante Sin embargo, para distancias más largas, como la distancia de la Vía Láctea a Andrómeda (2,5 millones de años luz, a pesar de ser la galaxia más cercana), la expansión debe tenerse en cuenta. La galaxia de Andrómeda se está alejando de nosotros a una velocidad de alrededor de 2 mil millones de kilómetros por año.

Lo que también es horriblemente bajo. ¡Esto significa que la galaxia se aleja 1 año luz de nosotros cada 4800 años! Sí, las distancias cósmicas son cosas divertidas (¡y ridículas!).

Parcialmente. Así es como determinamos las cantidades de materia y la gravedad que viene con esa materia.

Más expansión = menos volumen de calor.

Piensa en la expansión del universo como un globo masivo. Más oxígeno (planetas y objetos celestes), más espacio consumido.

Es difícil de explicar sin poder dibujarlo y mostrar las matemáticas. ¡Decir ah!

Para distancias entre objetos dentro de nuestra propia galaxia, la expansión del universo tiene un efecto insignificante debido a la fuerza de la gravedad entre las estrellas.

Sin embargo, las distancias intergalácticas se ven afectadas por la expansión del tejido del espacio-tiempo. De hecho, es midiendo distancias a diferentes galaxias lejanas y sus velocidades en relación con nosotros que proporciona evidencia de observación directa de la expansión misma.

A veces, sí, cuando buscas una medición muy precisa.

Pero la mayoría de las veces la tasa de expansión es “relativamente” tan pequeña que no se tiene en cuenta.

Es como medir un río de agua. La gente está arrojando más agua, la gente está recolectando agua cada segundo, pero eso realmente no hace una diferencia en su volumen.

Para la mayoría de las cosas que podemos ver, la tasa de expansión es tan pequeña que es menor que el error en nuestras mediciones del objeto en cuestión.

Entonces, cuando decimos que una estrella está a 100 años luz de distancia, probablemente queremos decir que está en algún lugar entre 98 y 102 años luz de distancia, y la cantidad de tiempo que tomaría la expansión del universo para cambiar esa respuesta a “entre 99 y 103” años luz serían millones de años. Entonces decir “aproximadamente 100 años luz” cubre tanto el error experimental como el hecho de que podrías estar leyendo esto dentro de veinte años.

Para galaxias lejanas, donde la velocidad a la que se alejan de nosotros se ha vuelto significativa, el error con el que medimos sus distancias también es muy grande.

Por lo tanto, no importa la mayor parte del tiempo.

No hay expansión en el verdadero sentido.

pero eso es demasiado jaja, de todos modos: no se tiene en cuenta porque las variables no se entienden completamente y no se tienen en cuenta.

Las “cosas” no son como “aparecen”.

jajaja

Piense en ello como una analogía con los glóbulos rojos y sus perfiles de unión. Da una pista.

No. Usualmente usamos medidas que entendemos, que son millas (si es estadounidense) o kilómetros (si vive en cualquier otro lugar del mundo) para la distancia que recorre la luz en un año terrestre.

Esencialmente se reduce a tres distancias:

  1. Qué tan lejos estaba el objeto cuando la luz que ahora estamos observando primero se fue
  2. A qué distancia está el objeto ahora (ha aumentado su distancia debido a la expansión
  3. ¿Qué tan lejos viajó la luz hasta nosotros, incluido el aumento debido a la expansión?

Vea mi respuesta anterior ¿Cómo calculamos la distancia del universo observable?

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