¿Cómo pueden las galaxias estar a 13.500 millones de años y el universo tener 13.500 millones de años?

Bueno, en realidad es un poco complicado, más de lo que parece a primera vista.

Primero tienes que entender algo sobre el espacio. El tamaño real del espacio en sí mismo se está expandiendo. Este es un concepto muy difícil de tragar, pero está tan cerca de ser probado como cualquier cosa en cosmología.

Ahora, si dos objetos están lo suficientemente separados (como se define por la aplicación de The Hubble Constant), se alejarán unos de otros más rápido que la velocidad de la luz. Esto APARECE para (pero no lo hace) violar la ley relativista que dice que la velocidad de la luz es constante porque los objetos en realidad no se MUEVAN más rápido que la velocidad de la luz, todavía se mueven dentro de ese rango. El problema es que el espacio entre ellos se está haciendo más grande a un ritmo que es más rápido que su movimiento real.

Para intentar imaginar esto, imagine tener dos hojas de papel una al lado de la otra. En cada hoja de papel hay una tortuga, y están espalda con espalda y sus colas se tocan. Ahora, las dos tortugas comienzan a alejarse directamente una de la otra a 1 pulgada por segundo. Mientras las tortugas caminan, interrumpes el proceso y separas los dos papeles (simulando el espacio entre ellos “creciendo”). Las tortugas TODAVÍA solo caminan una pulgada por segundo, pero si mides la velocidad que se separan, será más rápido que las 2 pulgadas combinadas por segundo que caminan las tortugas.

Debido a esta expansión del espacio (y un posible cambio en la velocidad de la luz cuando las leyes de la física eran muy diferentes debido a la temperatura y la densidad de la materia en el universo durante la expansión inicial del Big-Bang), ciertamente es posible para los objetos estar más lejos que 13.8 billones de años luz (redondeados) cuando la edad del universo mismo es 13.8 billones de años (nuevamente, redondeados).

Esperemos que esto ayude en lugar de cosas complicadas.

Muy temprano en la vida de nuestro universo experimentó un período de expansión muy rápida conocido como inflación. Durante este período, que duró una pequeña fracción de segundo, el universo se expandió por un factor de al menos 10 seguido de 26 ceros. Esta tasa de expansión fue mucho mayor que la velocidad de la luz. Tenga en cuenta que la expansión no fue un caso de materia que viaja a través del espacio rápidamente, sino de expansión del espacio mismo. La velocidad de la luz es un límite para los objetos que viajan a través del espacio, pero no para el espacio en el que existe el objeto.

Debido a esta extraordinaria expansión, las distancias de las galaxias no se limitan en modo alguno a un año luz por año de la edad de los universos. De hecho, hay galaxias mucho más lejos que 13 mil millones de años luz. Nunca podemos detectarlos porque el espacio en el que están se aleja de nosotros más rápido que la velocidad de la luz.

En resumen, hay tres distancias para cada objeto:

1-cuán lejos estaba cuando la luz que estás recibiendo comenzó su viaje

2-cuán lejos está ahora (el universo se ha expandido mientras la luz viajaba

3-Cuán lejos viajó la luz

Entonces, si hay un objeto a 13.5 Bly de distancia (lo vemos como estaba hace 13.5 por), ahora está a unos 45 Bly más o menos debido a la expansión del Hubble.

Extraño, ¿no?

El universo tiene en realidad unos 13.800 millones de años.

Y no hay una galaxia conocida de más de 13 mil millones de años, tal vez 13.1 o 13.2.

Los astrónomos han calculado que las primeras galaxias deberían comenzar a aparecer unos cientos de millones de años después del Big Bang. Suena bien.