Si tenía una regla de un metro de largo en el espacio y el espacio se expande, ¿la regla del medidor aún mide 1 metro?

Nadie lo sabe a ciencia cierta.

La definición actual de un medidor es la distancia que recorre la luz en 1 / 299,792,458 de segundo.

En un millón de años, el espacio-tiempo en el que está incrustado su regla de medidor se habrá expandido a 1.00007 metros. Como todo lo demás que ves se habrá expandido la misma cantidad, no lo notarás (suponiendo que todavía estés cerca). ¿Eso significa que la luz ahora tomará 1.00007 segundos para recorrer la longitud de su palo? Nadie lo sabe.

De hecho, ni siquiera está claro que tu regla sea más larga. Sabemos que las galaxias se separan más cuando el universo se expande, pero la estructura del espacio-tiempo no afecta a las partículas subatómicas ni a las fuerzas que las mantienen juntas. La longitud de su regla puede estar determinada por las fuerzas atómicas en lugar de la estructura del espacio-tiempo.

Leon Lederman escribió: “La expansión del universo en realidad no afecta los espacios entre partículas. La expansión del universo no es una fuerza que destrozará partículas, moléculas o incluso objetos. El ‘tejido del espacio’ no se estira, solo las distancias entre cosas realmente grandes como las galaxias. Entonces, aunque la distancia entre la vía láctea y su vecino más cercano puede aumentar en los próximos mil millones de años, la distancia entre el protón y el neutrón en el núcleo de un átomo de deuterio no lo hará “.

Aunque la física de esto no se comprende bien, sabemos que las distancias atómicas siguen siendo las mismas, porque las líneas espectrales de las galaxias distantes, después de ajustar el desplazamiento al rojo, son las mismas que medimos en la Tierra. Dado que la luz de estas galaxias se emitió cuando el universo era mucho más pequeño, si los átomos hubieran sido más pequeños, sus frecuencias de emisión habrían sido diferentes.

Así que estudia física y ayuda a resolver esto. No voy a comprar una regla si no será confiable en un millón de años.

Yo diría que no al medidor en expansión. Mi razonamiento básico: sabemos que el espacio entre las galaxias se está expandiendo, pero no tenemos indicios de que las galaxias mismas se estén expandiendo. Posicionar los objetos en el espacio realmente no hace la diferencia. Cada metro en la tierra también está en el espacio, ya que la tierra misma está en el espacio.

La burbuja de jabón: sinceramente, es un pensamiento extraño. Supongo que depende de mí qué contiene exactamente la burbuja de jabón. Si la burbuja de jabón contiene aire, aparece en el momento en que se acerca al espacio, ya que la presión que sale y la presión que entra son tan absurdamente diferentes que la adhesión entre las partículas debería ser titánica para mantenerla unida. Nota: esto no tiene nada que ver con la expansión del universo. Si la burbuja de jabón, en cambio, está llena de nada … la parte difícil aquí, si la burbuja no tuviera nada, probablemente no sería una burbuja, solo un globo. Así que supongo … no, tampoco creo que la burbuja de jabón vaya a experimentar ninguna expansión.

El concepto de expansión universal es difícil, principalmente porque todavía no sabemos exactamente qué fuerza lo impulsa, además de la idea de la energía oscura. La energía oscura aún no se ha observado, todavía es una hipótesis. Por supuesto, es una de las mejores hipótesis que tenemos actualmente para explicar la expansión universal, pero aún no sabemos cómo construir realmente una buena prueba para ello. Al final del día, la expansión del universo es algo que hemos observado. Es un hecho. Todavía no tenemos una explicación sólida de ese hecho. Como no tenemos una buena comprensión de por qué está ocurriendo, no hay mucho de lo que realmente podamos especular. Lo único que podemos decir con respecto a su pregunta es que tenemos evidencia observable de que el universo mismo se está expandiendo, pero no hay evidencia observable de que los objetos dentro de él estén experimentando esa misma expansión.

Todo, cada asunto se considera en relación o en proporción a otra cosa.

Cuando el espacio se expande, todo se escala, tú y yo se expande con él. Como todo se expande a la misma velocidad, 1 metro no cambia .

Bueno, todo incluye pompas de jabón también.

1 metro también se puede definir en términos de tiempo (la distancia que recorre la luz en 1 / 299,792,458 segundos). El tiempo también se expande con el espacio. Esto ya fue respondido en: ¿Es el tiempo relativo a la expansión del espacio?

Inicialmente, tal vez. Pero debido a que consiste en un espacio de átomos según lo determinado por las cosas habituales, tenderá a contraerse tanto como se ha expandido. Lo mismo tiende a ser cierto. La expansión es muy lenta, y extremadamente pequeña, en la escala de un metro.

Recuerdo una broma que un profesor de física le contó a su clase en la escuela secundaria. Entró en clase con un medidor y nos dijo que el medidor había sido redefinido a la longitud del camino recorrido por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1/299792458 de segundo. Nos dijo que iba a ajustar su medidor en consecuencia. Sostuvo el medidor en posición vertical, lo dejó caer rebotando del piso y lo atrapó en el rebote. “Allí. ¡Todo arreglado!”. Y luego procedió con la clase.

Las burbujas de jabón no pueden existir es el espacio. Estallarían o se evaporarían, probablemente ambos. El agua se congelaría y / o sublimaría. La presión del aire en la burbuja también tenderá a reventarla. PUEDEN existir en una cabina presurizada en el espacio, como la Estación Espacial Internacional. Pero en el duro vacío del espacio, no. El agua líquida (que es lo que constituye la película de una burbuja de jabón, principalmente, no puede existir en el vacío en un espacio frío).

Los sistemas vinculados no se expanden. Estos incluyen “barras de medidor”, átomos, y el sistema enlazado más grande, supercúmulos galácticos.

La naturaleza no responde a las preguntas “¿Por qué?”. Tampoco la ciencia.

Podemos medir con la suficiente precisión como para detectar la expansión entre la Tierra y la Luna. La Luna está retrocediendo a aproximadamente el doble de la tasa de expansión, pero esto se debe a la transferencia de impulso de la rotación de la Tierra (a través de las mareas) al sistema Tierra-Luna. Las lunas de Marte se están acercando.

No importa de qué está hecha la regla, en lo que respecta a la expansión. Puede ser grafeno, vidrio o metal … la expansión no ocurre en sistemas unidos.

Aquí hay más preguntas y respuestas en este sentido:

Preguntas frecuentes en cosmología

Tuve que pensar en esto por un tiempo.

Las respuestas en … ¡No, será más corto!

Esto se debe a que la regla del medidor no se expandirá a pesar de que el Universo se haga más grande porque la gravedad y la fuerza electromagnética lo detendrán. Sin embargo, el tamaño de un medidor depende de las constantes físicas, en este caso la distancia que recorre la luz en la distancia establecida. Sin embargo, el espacio-tiempo se hace más grande, el segundo y la velocidad de la luz no se ven afectados, pero el medidor sí. Por lo tanto, el medidor aumenta de tamaño con el tiempo, lo que significa que la regla de su medidor se vuelve más pequeña en comparación.

Nos pone a debate en ese momento, porque no tiene nada con qué medirlo. Esta es la motivación para cambiar el estándar de distancia al número de ciclos de un reloj.

No soy cosmólogo ni físico, pero lo entiendo es que la fuerza detrás de la inflación es más débil que las 4 fuerzas básicas, por lo que las cosas están hechas de átomos (fuerzas nucleares débiles y fuertes) y las cosas unidas por la gravedad ( sistemas solares, galaxias, cúmulos, etc.) no se están expandiendo.

Sí.

Si. Su medidor se expandirá junto con el espacio. Medirá un metro como la longitud de su vara.