¿Puede la expansión del universo ser más rápida que la de la luz?

Algunos de los malentendidos que rodean este tema pueden provenir de la confusión sobre lo que se entiende por el universo “expandiéndose más rápido que la velocidad de la luz”. Sin embargo, para la interpretación más simple de su pregunta, la respuesta es que el universo se expande más rápido que la velocidad de la luz y, quizás más sorprendentemente, algunas de las galaxias que podemos ver en este momento se están alejando de nosotros más rápido que la velocidad. ¡de luz! Como consecuencia de sus grandes velocidades, estas galaxias probablemente no serán visibles para nosotros para siempre; algunos de ellos en este momento están emitiendo su último pedazo de luz que será capaz de atravesar el espacio y llegar hasta nosotros (miles de millones de años a partir de ahora). Después de eso, los observaremos congelarse y desvanecerse, para nunca volver a ser vistos.

En cuanto a su pregunta específica de lo que estaba sucediendo durante el período de rápida expansión (o “inflación”) que se pensó que marcaba el universo primitivo, debo admitir que estoy un poco menos claro al respecto. Sin embargo, la idea básica de la teoría de la inflación es que la parte del universo que podemos ver (el “universo visible”) es solo una pequeña parte del universo en su conjunto, y que el universo experimentó un crecimiento exponencial durante la inflación. era. Por lo tanto, ciertamente habría habido puntos que se movieron más rápido que la velocidad de la luz uno con respecto al otro durante la inflación. Si los puntos dentro de nuestro universo visible se movieron más rápido que la luz entre sí es algo que tengo menos claro, ¡pero trabajaré para aprender más sobre este punto específico y actualizaré esto si encuentro algo!

Para responder a la pregunta más amplia en detalle, necesitamos especificar qué queremos decir con el universo “expandiéndose más rápido que la velocidad de la luz”. El universo no es una colección de galaxias sentadas en el espacio, todas alejándose de un punto central. En cambio, una analogía más apropiada es pensar en el universo como una masa gigante de masa con pasas repartidas por todo (las pasas representan galaxias; la masa representa el espacio). Cuando la masa se coloca en un horno, comienza a expandirse o, más exactamente, a estirarse, manteniendo las mismas proporciones que antes pero con todas las distancias entre las galaxias cada vez más grandes a medida que pasa el tiempo.

La conclusión es que diferentes pares de galaxias se mueven a diferentes velocidades entre sí; cuanto más lejos están las galaxias, más rápido se separan. Entonces, cuando preguntamos si el universo se está “expandiendo más rápido que la velocidad de la luz”, voy a interpretar que significa “¿Hay dos galaxias en el universo que se mueven más rápido que la velocidad de la luz entre sí?” ? ”

¡Sorprendentemente, la respuesta es sí! El tutorial de cosmología de Ned Wright tiene una calculadora que le permite calcular muchas cantidades, incluida la distancia, para diferentes modelos del universo y para galaxias a diferentes “desplazamientos al rojo” de nosotros (el desplazamiento al rojo es una propiedad experimentalmente fácil de determinar de la luz de la galaxia eso nos dice cuánto se ha estirado el universo entre el momento en que se emitió la luz y el momento en que se recibió). Utilizando los mejores valores determinados por observación para la tasa de expansión, aceleración y otros parámetros del universo (que son las entradas predeterminadas para la calculadora), descubrí que si usa un valor de alrededor de 1.4 para z (el desplazamiento al rojo), obtiene el distancia requerida de 4.200 megaparsecs. Por lo tanto, cualquier galaxia con un desplazamiento al rojo mayor a 1.4 se está alejando de nosotros más rápido que la velocidad de la luz.

referencias: -wikipedia y

¿El universo se expande más rápido que la velocidad de la luz? (Intermedio)

Mi respuesta es si.

La teoría especial de la relatividad prohíbe que los objetos se muevan a velocidades más rápidas que la luz, en el marco de referencia local de ese objeto especificado, donde el espacio puede ilustrarse como plano e inmutable.
Pero no se aplica a situaciones donde la curvatura espacio-temporal y La evolución a través del tiempo se vuelve importante. Aquí viene la teoría general de la relatividad, que permite que dos objetos se alejen unos de otros a velocidades superiores a la velocidad de la luz.

Por ejemplo, hay algunas galaxias, a unos 4,5 gigaparsecs de distancia, cuyas velocidades de recesión superan la velocidad de la luz.

Piénselo así, la superficie de un globo es el instante ahora, y el radio de ese globo es (actualmente) 13.8 mil millones de años (no años luz). Las distancias alrededor de la piel del globo son distancias en años luz. A medida que el globo se infla en intervalos de 1 segundo, dos lugares, con solo unos pocos miles de millones de años luz de distancia, “se alejan” unos de otros a una velocidad superior a c.

En realidad, no hay grandes cohetes, o “soplos de viento temporal” que nos están empujando hacia afuera. Por lo tanto, no tenemos mucho más de 900 km / s * peculiar * velocidad con respecto a cualquier otro objeto en el Universo, a pesar de que ya no pueden estar dentro de nuestro horizonte Rindler (la velocidad de recesión es c en esa superficie esférica, centrada en nuestra ubicación).

En todas las direcciones está el pasado. A distancias iguales para el cambio rojo igual. Por lo tanto, no es una moción, como tiende a querer pensar en ella.

La velocidad con la que dos puntos se alejan uno del otro depende de qué tan separados estén. La distancia aumenta porcentualmente. A una distancia suficientemente grande, se espera que los objetos se alejen de nosotros a la velocidad de la luz. Esa distancia define el límite teórico de la parte observable del universo. Más allá de esa distancia, se espera que los objetos retrocedan más rápido que la luz.

Pero dentro de la parte observable, nada es más rápido que la luz.

Podrías ser perdonado al pensar en los términos habituales, que las galaxias más alejadas de nosotros están retrocediendo más rápido, debido a la expansión del espacio. Suponiendo que la constante del Hubble permanece constante en todo el espacio (en realidad no lo hace) a 70 km / seg / Megaparsec, se estimarían velocidades de expansión> c a distancias que exceden los 14 mil millones de años luz. Esto se conoce como el radio de Hubble.

Pero ese tipo de física newtoniana no se sostiene a escalas cósmicas. Aquí hay una forma más sutil de verlo, con relatividad general. https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0

Sí, se puede decir que … Actualmente nuestro universo observable tiene aproximadamente 100 mil millones de años luz de diámetro … Pero como sabemos, Big Bang tiene lugar hace 13,4 mil millones de años … Entonces, la pregunta es ¿cómo se lleva a cabo esta expansión?
El truco es que el universo se está expandiendo no solo en sus bordes, sino en todos y cada uno de los puntos en el espacio y el tiempo. Estas expansiones relativas dan como resultado la expansión general del espacio más que la velocidad de la luz.

Sí, fue en el momento del bigbang y se está expandiendo a la velocidad de la luz según lo esperado por algunos científicos. En el momento de big band, el universo se expandió a una velocidad mucho mayor que la velocidad de la luz.

¡En el momento del Big Bang, se expandió mil millones de veces su tamaño en solo 1 segundo! Bueno, todo esto se espera, ¡pero nadie sabe realmente si el universo se está expandiendo a qué velocidad!

¡Feliz aprendizaje!

¡Salud!

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