Espere. Agarra dos punteros láser. Dispara dos rayos láser en dos direcciones opuestas. Mida cuánto tiempo tomaría desde el momento en que presiona el botón hasta que los rayos golpeen un objeto, por ejemplo, 300 metros en cada dirección. (OK, tal medida requiere una instrumentación elaborada, pero es eminentemente factible). Notará que el tiempo requerido es de 1 microsegundo. Pero disparó los dos haces en direcciones opuestas, por lo que ahora los dos pulsos láser están en realidad a 600 metros de distancia. Es decir, la distancia entre ellos aumentó de 0 a 600 metros en un microsegundo … aumentaba al doble de la velocidad de la luz. ¡Qué hay sobre eso! ¡Acabas de hacer volar dos cosas al doble de la velocidad de la luz!
Por supuesto que estoy haciendo trampa un poco, porque estoy midiendo la distancia entre las dos cosas mientras no viajo con ninguna de ellas. Solo estoy parado en el medio. La teoría de la relatividad no dice que no pueda medir una velocidad entre dos cosas que sea mayor que la velocidad de la luz. Solo dice que ninguna de esas cosas puede viajar más rápido que la velocidad de la luz en relación a mí, el observador.
Y cuando se trata de expansión cósmica, estamos hablando de cosas muy lejos de aquí que, supuestamente, viajan más rápido que la luz en relación a mí, el observador.
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Pero aquí está el factor decisivo: realmente no estoy observando esas cosas, ¿verdad? Están bien escondidos detrás de un horizonte de eventos cosmológicos. Las únicas cosas que realmente puedo observar son cosas que se mueven más lentamente que la velocidad de la luz en relación a mí.
Y este horizonte cosmológico existe, en última instancia, porque vivimos en el espacio-tiempo curvo. Claro, nada puede moverse más rápido que la velocidad de la luz en su ubicación. Y cuando está ubicado junto a un rayo de luz, su velocidad siempre será (en el vacío) 299,792,458 m / s. Pero cuando observa un rayo de luz distante, su velocidad será diferente, de la misma manera que la velocidad de luz observada en un campo gravitacional aparecerá diferente a un observador distante. Tiene que ver con la dilatación del tiempo relativista, entre otras cosas.
En el horizonte cosmológico, la dilatación del tiempo se vuelve infinita. Es decir, si pudiera observar algo en el horizonte, parecería haberse detenido por completo. (No podemos observar el horizonte, pero podemos observar el fondo cósmico de microondas. Está en un “desplazamiento al rojo de aproximadamente 1,100”, lo que significa que si observamos cualquier proceso que tenga lugar en el lugar donde se origina el CMB, aparecerían haber disminuido la velocidad en un factor de 1.100. Entonces, si algunos extraterrestres tenían un laboratorio allí configurado para medir la velocidad de la luz, y lo observamos con un telescopio increíble, mediríamos una velocidad de la luz de solo unos 270 km / s en ese laboratorio distante.)
Más allá del horizonte cósmico … bueno, esa parte del cosmos no es accesible para nosotros porque, lo adivinaste, se está alejando de nosotros más rápido que la velocidad de la luz. La dilatación del tiempo ahora es más allá del infinito, lo que no tiene sentido, pero, una vez más, ya que no podemos observar estas cosas, realmente no importa.
Como en el pasado lejano, la expansión cósmica todavía se estaba ralentizando, estos objetos distantes se ralentizan y eventualmente pueden aparecer a la vista. Pero cuando eso sucede, podemos ver toda su historia desde el principio, o más bien, desde el momento en que se vuelven visibles … cuando todavía estaban calientes, gas primordial, emitiendo lo que se convertiría en el fondo cósmico de microondas.
Así que piénsalo. Cualquier trozo de gas que observamos hoy con un radiotelescopio que emitía ese CMB, unos pocos miles de millones de años antes, todavía se movía más rápido que la velocidad de la luz en relación con nosotros y aún no era visible, oculto detrás de una especie de horizonte de eventos. Eventualmente, disminuyó la velocidad y se hizo visible, y ahora estamos viendo cómo se desarrolla su historia desde el principio. Por lo que sabemos, esa porción de gas en la actualidad es una galaxia madura, que alberga numerosas civilizaciones. Pero lo estamos viendo cuando todavía era solo gas primordial.
Por cierto, algo similar también sucede con los agujeros negros. Un objeto que cruza el horizonte de eventos del agujero negro se mueve más rápido que la luz en relación con nosotros. Pero no podemos verlo. De hecho, el hecho de que cruce el horizonte de eventos es para siempre en nuestro futuro, a menos que decidamos caer en el agujero negro junto con el objeto.
Entonces, sí, la relatividad general permite todas estas cosas cuando el espacio-tiempo es curvo, y sus reglas siguen siendo coherentes y siempre satisfechas.
Si todo esto es un poco confuso, lo siento. Estas cosas son realmente difíciles de explicar sin las matemáticas, ya que los conceptos en sí son altamente matemáticos y no intuitivos.
