¿Por qué los físicos dicen que el espacio entre las galaxias se está expandiendo en lugar de que las galaxias se alejen?

Tengo una linterna Esta linterna generará una luz específica, digamos una luz azulada.
Me paro a corta distancia y te mando una señal. Recibes la luz y mides la longitud de onda, digamos 450 nm. Me paro más lejos y señalo de nuevo. Todavía 450 nm.

Ahora estoy muy lejos y envío la señal. Y en lugar de una longitud de onda de 450 nm, recibe una longitud de onda de 650 nm, que es roja. Sabes que te envío una señal de 450 nm, pero ¿cómo puede ser 650 nm?

Es posible que haya oído hablar del efecto Doppler, el cambio de frecuencia de sonido o luz cuando se aleja o se dirige hacia la fuente a alta velocidad (o la fuente se mueve, a menudo observada con sirenas de ambulancia / policía / bomberos). Y concluyes: la fuente se está alejando. Jos se aleja.
Destello de nuevo, desde una distancia mayor. Y apenas lo ves. El siguiente destello, no puedes verlo. Pero eres inteligente, compraste un escáner que puede detectar la luz infrarroja. Y ahí lo ves, mi flash.

Sin embargo, esto presenta otro problema. La velocidad que mides por el cambio de frecuencia indica que estoy viajando cerca o incluso más rápido que la luz. Eso es imposible. ¿O hay algo más?
¿Y qué hay de esas galaxias cercanas, como Andrómeda, que realmente se están acercando a nosotros en lugar de alejarse?

Hablemos de distancia. La distancia se mide en metros (o yardas / millas).
El medidor tiene una definición interesante: el medidor es la longitud del camino recorrido por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1/299 792 458 de segundo [1].
Así, el medidor y la velocidad de la luz están relacionados.
¿Y qué observamos en nuestro pequeño experimento con una linterna? Que la propiedad de la luz, es la longitud de onda cambia. ¿Qué pasa si, en lugar de que la fuente viaja a una velocidad tremenda, el camino en el que viaja (el espacio en el caso de la luz) se altera? ¿Qué pasa si un medidor tal como lo medimos aquí en la Tierra no es el mismo medidor que medimos cuando observamos partes muy antiguas del universo? ¿Qué pasa si la escala cambia?

Para observaciones prácticas, nada cambiaría. Todavía vemos las galaxias distantes alejándose. Pero deberíamos tener claro lo que vemos: un efecto.
Cuando hablamos de la expansión del espacio, más precisamente la expansión métrica del espacio, hablamos de la causa. La razón por la cual las galaxias distantes se están alejando de la forma en que lo están. Cuando estamos hablando de expandir el espacio, no estamos hablando de agregar metros. Estamos hablando de que el medidor se hace más largo. Eso es algo muy diferente.

Notas al pie

[1] Resolución 1 de la 17ª CGPM

Oh mi. He escuchado esto antes. Por favor, no dejes que te confundan con su pedantería innecesaria y fundamentalmente injustificada.

Si tiembla como un pato … Si mi distancia de ti es de 100 millas ahora y 150 millas por hora, me estoy alejando de ti, a razón de 50 millas por hora.

Del mismo modo, si una galaxia está a un megaparsec de distancia de otra galaxia y está a un megaparsec y a 70 km de la otra galaxia un segundo después, se está alejando de esa otra galaxia a una velocidad de 70 km / s.

Sin embargo, si sus amigos físicos insisten, “¡oh no, se está expandiendo el espacio!” (Lo que sea que eso signifique), indíqueles que, en primer lugar, con la excepción de los conceptos muy relativistas de la curvatura espacial y la constante cosmológica, las ecuaciones de La expansión cósmica, las llamadas ecuaciones de Friedmann, pueden derivarse de la física puramente newtoniana. En otras palabras, la física puramente newtoniana, con su espacio eterno e inmutable, rígido y tiempo, predice un universo infinito que se está “expandiendo” o “contrayendo” (es decir, la materia se está desmoronando o colapsando). Pero nadie puede decir que se está expandiendo el espacio en la física newtoniana, porque el espacio no está sujeto a cambios en la física newtoniana.

Y este argumento de “el espacio se está expandiendo” también conduce a todo tipo de malentendidos. Tantas preguntas de Quora sobre, digamos, la expansión del espacio dentro del sistema solar o dentro de un átomo. Lo cual, por supuesto, el espacio no sirve. No está arrastrando las cosas de ninguna manera. Las galaxias se están alejando unas de otras porque tienen ímpetu, ímpetu con el que “nacieron”, por así decirlo. Este impulso puede ser cancelado por una fuerza atractiva, como la gravedad mutua de dos galaxias cercanas, que luego pueden formar un sistema gravitacionalmente ligado, que ya no se aleja el uno del otro. Esto es lo que sucedió en los cúmulos de galaxias gravitacionalmente unidos, y esto es, por supuesto, lo que sucedió dentro de las galaxias y estructuras más pequeñas.

Pero en última instancia, se reduce a mediciones. No se mide la “expansión del espacio”. Mides tiempos y distancias entre eventos. Es decir, palos de medición y relojes, o equivalentes. Entonces, si tuviera los medios para colocar palos de medición entre dos galaxias que no están unidas gravitacionalmente y usar sus relojes, descubriría que con el tiempo, se necesitarían más y más palos de medición. Esa es la definición misma de dos cosas alejándose unas de otras.

Q de YR: ” ¿Por qué los físicos dicen que el espacio entre las galaxias se está expandiendo en lugar de que las galaxias se alejen ?”

Pregúnteles por qué lo dicen, ya que las sospechas son: lo dicen porque decir “las galaxias se están alejando” suena poco científico y ridículo, como si fuéramos el centro del universo mientras desafiamos la gravedad.

Sin embargo, independientemente de cómo se dice expansión, 1-‘espacio entre galaxias se está expandiendo ‘, 2-‘galaxias alejándose’, 3-‘si una galaxia está a un megaparsec de otra galaxia y está a un megaparsec y 70 km de distancia de la otra galaxia un segundo después , se está alejando de esa otra galaxia a una velocidad de 70 km / s ”, 4, etc., etc., son las mismas explicaciones basadas en creencias erróneas .

VACIS que representa el desplazamiento al rojo a 80 km / seg por magaparsec.

Todas las respuestas como tal surgen de ser engañados al creer que “el universo se está expandiendo a un ritmo creciente” … en desafío a la gravedad, mientras que también desafía la física / las matemáticas y la lógica.

Cuando un científico tiene que explicar algo que es ilógico y que desafía la física y la gravedad … puede ser muy colorido en la explicación ; a menudo inyectando conceptos relativistas irrelevantes para confundirte con bullsh_t en lugar de deslumbrarte con brillantez / verdad.

Llámalo como es: explícalo lógicamente y dentro de las leyes de física y matemática demostrable, y sí de acuerdo con la gravedad.

La gravedad es el elefante en la sala que los creyentes ‘expandiéndose a un ritmo creciente’ no pueden tratar y explicar por / con la física / las matemáticas involucradas . Olvídate de sus matemáticas divertidas, nada de nada ciencia / física como la energía oscura infinita requerida para alejar las galaxias unas de otras; no, corta el bullsh_t, es hora de abandonar la falacia “el universo se está expandiendo a un ritmo creciente “.

Cualquier científico o aspirante que responda ‘el universo se está expandiendo a un ritmo creciente’ al explicar ‘el espacio entre galaxias se está expandiendo’ o ‘las galaxias se están alejando’ o las galaxias están retrocediendo o 70 km / s por megaparsec o 140 kn / s por 2 megaparcsec … es desconcertante con la creencia en lugar de deslumbrar con la brillantez = datos empíricos .

En lugar de tratar con creencias, elija una buena ciencia con lógica y física sólida para responder .

Si lo que deduce de las respuestas hasta el momento, ninguno tiene una comprensión suficiente para explicar completamente la “percepción” de la expansión de acuerdo con la gravedad … así que siga analizando, preguntando, buscando.

Aquí hay un ejemplo para resaltar las discrepancias “si una galaxia está a un megaparsec de distancia de otra galaxia y está a un megaparsec y a 70 km de la otra galaxia un segundo después , se aleja de esa otra galaxia a una velocidad de 70 km / s “.

Análisis: Si una galaxia distante está a un megaparsec de nosotros, parece que su desplazamiento al rojo está ‘alejándose’ de nosotros a 70 km / s . De acuerdo, si existen dos galaxias: A-un megaparsec de nosotros y paralelo a esa galaxia es otra galaxia B-one magaparsec de nosotros y mientras también un megaparsec de A. Ahora, según la respuesta errónea, A y B se están alejando de nosotros a 70 km / sy Y el uno del otro a 70 km / seg . Retroceder de nosotros se interpreta a partir del desplazamiento al rojo observado … pero retroceder unos de otros al mismo ritmo es física, geométrica e invariablemente … imposible, mientras que todas las galaxias están haciendo lo mismo en todas partes … y aumentando su expansión uniforme cuanto más distante es decir. 140 km / s a ​​2 megaparsec.

Ese modelo de expansión se rompe como físicamente imposible y visualmente no verificado … no hay suficiente espacio en el horizonte / múltiple para tener tanta expansión; aparte de la física / matemática imposible requerida y el desafío de la gravedad.

Es imposible tener una recesión perfecta de galaxias distantes desde nuestro punto de vista, mientras que ocurre lo mismo en todas partes simultáneamente … aquellos que no lo saben o no pueden entenderlo, se dejarán engañar fácilmente al creer que el universo se está expandiendo desafiando a gravedad / física en perfecta uniformidad a nuestro alrededor, mientras que perfectamente alrededor de todas las galaxias distantes también. La expansión uniforme es simplemente una creencia, en lugar de saber que la expansión tiene que ser una “percepción” o “ilusión” del desplazamiento al rojo uniforme.

Para una mejor explicación / explicación del desplazamiento al rojo observado desde las galaxias distantes VACIS y el documento # 6 ToE de Snell , utilizado para explicar el desplazamiento al rojo y explicar que el universo no se está expandiendo en desafío a la gravedad / física.

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Toe de Snell

Hay una diferencia fundamental entre las galaxias que simplemente se alejan unas de otras en el sentido clásico de moverse a través del espacio y aquellas que se alejan unas de otras debido a la expansión del espacio. Esta diferencia es observable en principio en las mediciones de desplazamiento al rojo. En el caso del movimiento clásico, si una galaxia (o cualquier otro objeto) se aleja de otra, la luz emitida por ese objeto y detectada en el otro cambiará debido al efecto Doppler y ese cambio depende solo de la velocidad relativa, independientemente de la distancia entre ellos.

El desplazamiento al rojo de expansión del espacio (también conocido como “cosmológico”), por otro lado, depende de la velocidad de expansión del espacio y de la distancia entre las dos galaxias porque la luz se estira continuamente, por así decirlo, a medida que se mueve expandiéndose espacio.

Otra diferencia es que la velocidad relativa de separación entre dos galaxias debido a la expansión del espacio puede exceder la velocidad de la luz c, lo que no es posible en el caso de las galaxias que se alejan entre sí en un espacio no expansivo, como sabemos por relatividad especial.

Hay algunas diferencias fundamentales entre esos dos casos.

Si simplemente organizamos cada galaxia en el espacio y le asignamos una velocidad, no podemos hacer que todas se alejen unas de otras. Claro, podríamos hacer que todos se alejen de un punto, y con una disposición precisa de velocidades, la distancia entre dos galaxias también se está expandiendo. Pero esto todavía sería una expansión muy claramente direccional lejos de un centro. Sin embargo, si el espacio se expande, la tasa de cambio entre dos puntos cualquiera es proporcional a la distancia entre ellos. Las cosas que están muy separadas retrocederían más rápido. Con un movimiento simple, esto solo es cierto desde el punto central. Lo vemos nosotros mismos, lo que significa que estamos, por pura coincidencia, en el centro exacto del universo, o cada punto ve esto y, por lo tanto, el espacio se está expandiendo.

Esto tiene profundas implicaciones para la física, no se trata de una distinción trivial o de palabras picantes. Es una declaración fundamental y profunda sobre el universo.

Es uno de los resultados matemáticos de la teoría general de la relatividad, ese espacio con cosas en él se expandirá con el tiempo. Einstein inicialmente agregó una “constante cosmológica” a sus ecuaciones para eliminar ese resultado de expansión, porque no había evidencia de que sucediera en el momento en que se compiló la teoría.

Pero a medida que el desplazamiento hacia el rojo de las galaxias distantes se tabuló contra su distancia en años posteriores, después de todo hubo una excelente evidencia de ello, por lo que se eliminó la constante extraña y se aceptó el resultado más simple de la expansión del espacio.

En un sentido más general, lograr que todas las galaxias se alejen unas de otras en un patrón tan ordenado sería increíblemente improbable por otras fuerzas, donde la expansión del espacio solo puede producir el resultado que tenemos. Es la respuesta más simple, y es el resultado natural de una teoría predictiva extremadamente exitosa.

Porque todas las galaxias parecen estar alejándose de todas las otras galaxias. Si se alejan, tienen que alejarse de un punto, y solo un observador en esos puntos ve que todo se aleja uniformemente de ellos. Los observadores en otras galaxias ven como una especie de efecto de formación, las galaxias cercanas se mueven en paralelo con ellas, por lo que las galaxias “al costado” se mueven de manera diferente a las galaxias “adelante” o “detrás” con respecto al centro de expansión. No vemos eso, de modo que para ver las galaxias alejándose, tendríamos que estar en el centro mágico del universo.

Ponernos en el punto mágico va en contra de la tendencia de la historia de la ciencia, que ha implicado sucesivas degradaciones de nuestra ciudad, nuestro planeta, nuestra galaxia es el centro del universo. Por lo tanto, los científicos se sienten impulsados ​​a rechazar instintivamente ese centrado humano. Por supuesto, tales sentimientos emocionales no deberían gobernar. Pero cuando se combina con otra evidencia para el Big Bang, como la Radiación de fondo cósmica y la ración H / He observada del universo primitivo, la hipótesis de expansión resiste mucho mejor la evidencia que la que se vuela aparte.

No veo ninguna diferencia semántica.

Un universo en expansión a menudo tiene que invocar la idea de que hay dimensiones adicionales en el trabajo. Alejarse no requeriría esta manipulación dimensional. Entonces, alejarse tendría más sentido. Solo en matemática teórica se puede encontrar este tipo de expansión. No puede ser probado por el Método Científico. Como tal, sigue siendo una filosofía guiada por el ajuste de puntos de datos juntos. Montaje guiado por modelo.

El Cambio Rojo ha sido cuestionado por muchos, muchos astrónomos, incluso desde la época de Hubble. Hubble mismo cuestionó su valor. El cuestionamiento proviene de estrellas observables vistas a través de telescopios. No parecen cumplir con el universo en expansión basado en el concepto de cambio rojo.

La expansión es atractiva ya que implica un comienzo. Parece que nos gusta ese tipo de cosas.

Salud.

Recuerde que incluso si una galaxia tiene una velocidad inherente, a medida que se mueve a través del universo, el medio a través del cual viaja es el tejido del universo mismo.

Y esa tela se está expandiendo. De hecho, el espacio se expande más rápido que la galaxia sin romperse.

Es por eso que se dice que el espacio entre las galaxias se está expandiendo en lugar de referirse solo a las galaxias mismas.

Hay más explicaciones técnicas sobre esto, que tienen que ver con el cambio de color y la velocidad de la luz viaja. O en dos palabras … Efecto Doppler.

¿Cómo puede la Vía Láctea alejarse, incluso acelerar, de CADA objeto, en CADA dirección? Y más rápido con objetos más distantes …

¿De dónde viene la energía, para que todo el supercúmulo de Virgo haga este truco de magia?

Usan las palabras con cuidado, para que tengas una respuesta a esas dos preguntas. Las galaxias no se están “alejando”, la escala está cambiando.

Considere la dilatación del tiempo gravitacional. En lo profundo de un pozo gravitacional fuerte, un reloj funciona muy rápido y, en consecuencia, se contraen longitudes. Mucho más allá del pozo de gravedad, los relojes funcionan más rápido de lo que lo hicieron dentro del pozo de gravedad (pero por lo demás normales), y las distancias parecen menos contraídas (pero por lo demás normales). ¿Qué sucede con las frecuencias de reloj locales, cuando el Universo se está expandiendo y el potencial gravitacional está disminuyendo en el tiempo de avance? Los relojes se aceleran, las distancias se expanden (comparativamente).

Pregúntate, ¿qué dura un segundo, un segundo? Y si eso cambia muy ligeramente, para cada proceso, podría duplicar exactamente la expansión Universal, y no “alejar las galaxias”.

¿Por qué los físicos dicen que el espacio entre las galaxias se está expandiendo en lugar de que las galaxias se alejen?

Según la expansión métrica del espacio, el universo se expande en 67 km / s por cada millón de parsecs de distancia. Aunque esta tasa de expansión es bastante pequeña, uno puede calcular fácilmente distancias que crecen más rápido que la velocidad de la luz. La menor distancia de este tipo define el radio del universo observable.

Si las galaxias simplemente se hubieran alejado unas de otras, no habrían podido moverse más rápido que la luz.

Con el espacio en expansión, nada necesita ser movido mágicamente por una fuerza aún no vista.

Con las galaxias alejándose, algo tiene que acelerarlas. La única fuerza vista que afecta a las galaxias es la gravedad. Las galaxias no se aceleran por otra cosa que no sea la gravedad.

Para que las galaxias se alejen como vemos, tendría que haber algún tipo de gravedad inversa que se aleje del borde desde el centro. El problema es que no hay borde ni centro. Por lo tanto, la expansión del espacio es la mejor explicación.

Dicen los dos.

Si se tratara de una simple cuestión de galaxias alejándose de es, entonces estaríamos en el centro del Universo. Sin embargo, podemos demostrar que las galaxias se alejan en un patrón tal que cualquiera de las otras verá el mismo patrón de galaxias alejándose de ellas y ellas son el centro.

El modelo más simple que tiene ese comportamiento es el de expansión.

En 1925, el astrónomo Edwin Hubble descubrió que había otras galaxias en el universo fuera de la Vía Láctea, y no mucho después descubrió que no importa en qué dirección miraba más (excepto las más cercanas) del resto de las galaxias observables en el universo se alejaban de nosotros Más que eso, demostró que cuanto más lejos estaban, más rápido se alejaban y que su velocidad era proporcional a su distancia. ¿Cómo explicar esto?

Afortunadamente, Einstein había publicado su artículo sobre Relatividad general una década antes.

Los astrónomos descubrieron que todas las galaxias distantes se están alejando de nosotros y también que la velocidad con la que se están alejando aumenta con su distancia de nosotros y también que la relación entre la velocidad y la distancia no es lineal. Si el espacio fuera constante, la única forma de explicar esto geométricamente es aceptar el hecho de que estamos en el centro de esta expansión. Pero los físicos hasta ahora no han encontrado ninguna razón para creer que nuestra ubicación sea especial. Por lo tanto, postulan la expansión del espacio, lo que permite soluciones en las que la Tierra no es especial.

Las observaciones muestran que las galaxias se están acelerando una de la otra, después de que la materia del Big Bang inicial tenía energía alejándola del punto central, todo tipo de otras interacciones también se agrupaba bajo la gravedad, creando elementos más pesados, etc., pero la materia tenía esa aceleración inicial lejos de ese punto, sin energía adicional, esta materia seguiría viajando a la misma velocidad o se ralentizaría, pero a medida que el espacio se expande más rápido que la materia, el efecto neto es de galaxia (en general) se están alejando el uno del otro, por supuesto, las galaxias individuales se moverán unas hacia otras más rápido de lo que la expansión del espacio puede separarlas, como nuestra galaxia y Andrómeda, pero el efecto neto de todas las galaxias es que se están separando de forma acelerada .

Aunque es una noción intrigante, el concepto de expansión del espacio es un malentendido de lo que realmente es el espacio. El espacio vacío realmente no existe. Lo que parece existir son grandes áreas de materia imperceptible, tal vez la materia oscura misma. Este material no se expande ni se crea, porque siempre ha estado allí.

No importa cuál sea su punto de referencia, la expansión es relativa a su punto original, lo que significa que no hay un punto absoluto desde el que se expande, por lo que todo se expande sin un punto de referencia absoluto.

Hagamos una analogía. Tienes una gran lámina de goma, con puntos. Ahora estira la lámina de goma. Los puntos se alejan unos de otros, a pesar de que no se mueven en la hoja. Es la hoja en expansión. La hoja es espacio, los puntos son galaxias. Las galaxias no se mueven en relación con el espacio. Pero se alejan el uno del otro, porque el espacio se estira constantemente. (Sí, las galaxias también se mueven EN el espacio. Pero su movimiento EN el espacio, en promedio, no las aleja unas de otras. En realidad, tienden a agruparse, debido a la gravedad y la “fricción” con el gas intergaláctico).

Las galaxias alejándose implicarían una explosión inicial con todas alejándose a una velocidad establecida.

La expansión del espacio explica mejor el proceso que ocurre actualmente que las galaxias se están acelerando mientras se alejan unas de otras. Desafía la lógica de que las galaxias podrían ganar impulso, por lo que tiene sentido que el espacio mismo proporcione el impulso.