¿Cómo podemos ver la luz si el universo se expande más rápido que la luz?

La luz viaja a la velocidad de la luz (duh) a través del universo.

Entonces, pensemos en una galaxia que se formó hace unos 10 mil millones de años. En ese momento, el universo todavía era relativamente pequeño, por lo que esta galaxia estaba a unos pocos miles de millones (digamos 8, la cantidad exacta no importa) a años luz de donde estamos en el universo. La luz que se emitía en ese momento comenzó a alejarse de la galaxia en todas las direcciones, una de las cuales era nuestra dirección.

Mientras tanto, el universo se expande y la distancia entre la galaxia lejana y nosotros aumenta gradualmente, pero la luz de hace 10 mil millones de años se dirige hacia nosotros.

Debido a que el universo se está expandiendo mientras esto sucede, después de 8 mil millones de años, la luz aún no nos ha llegado, porque el espacio entre aquí y allá se ha expandido. Pero todavía avanza hacia nosotros a la velocidad de la luz.

Mientras tanto, la galaxia que emitió esa luz se ha alejado aún más de nosotros y ahora está a unos 12 mil millones de años luz de distancia.

Finalmente, después de 10 mil millones de años, los fotones de luz de 10 mil millones de años llegan a la Tierra. Nuestros astrónomos le apuntan con sus grandes telescopios y ven la luz que tiene 10 mil millones de años. Entonces ven una galaxia que estaba a 8 mil millones de años luz de nosotros, hace 10 mil millones de años . Mientras tanto, la galaxia que envió esa luz está mucho más lejos, tal vez 17 mil millones de años luz.

Entonces, a pesar de que el universo sigue expandiéndose, la luz sigue avanzando hacia nosotros y llegando.

Esto se debe a que el universo no se expande más rápido que la luz. En realidad se está expandiendo muy lentamente. La expansión se ha calculado en unos 75 kilómetros por segundo por megaparsec. Eso suena rápido, pero es mucho más lento que la velocidad de la luz, que es 300,000 kilómetros / seg.

Solo puede ser más rápido que la luz si miras las cosas muy lejos: si divides 300,000 por 75, obtienes 4,000.

Entonces, cualquier cosa que esté a más de 4,000 megaparsec de nosotros (es decir, aproximadamente 12,400,000,000 o 12,5 mil millones de años luz) en realidad se aleja de nosotros más rápido que la velocidad de la luz, pero la luz de esas regiones aún nos alcanzará en unos 16 mil millones de años.

Solo podemos “ver” la luz de las galaxias que están a miles de millones de años luz de distancia porque esa luz que estamos viendo ahora dejó su fuente hace miles de millones de años.

Las observaciones de las estrellas variables Cefeidas y Redshift ayudan a establecer su distancia de nosotros en el momento en que se emitió la luz . La inflación cósmica y el flujo del Hubble significan que esas galaxias están demasiado lejos de nosotros “ahora” para que cualquier luz que emitan nos alcance en el futuro. De hecho, incluso podrían haber dejado de existir y nunca lo sabríamos.

Tenga en cuenta que estoy usando “ahora” entre comillas porque es un término bastante resbaladizo en relatividad. No existe una única versión cósmica de “ahora”, al igual que no hay un único sistema de coordenadas. Todo se está expandiendo lejos de todo lo demás en escalas cosmológicas, pero la gravedad mantiene todo junto a escalas más pequeñas.

Ah, ya veo lo que quieres decir. Veamos. Estoy en mi teléfono, así que desafortunadamente no puedo mostrar mis increíbles habilidades de pintura.

Mira, el universo es en realidad más grande de lo que podemos ver. Por eso llamamos a nuestro universo el universo observable. El universo real es MUCHO más grande y sigue expandiéndose. Nunca podremos ponernos al día esperando que llegue la luz. Entonces, ya sea que creamos luz artificial que sea más rápida que la luz actual, o nunca veremos el universo entero.

Intenta dibujar un círculo grande (el universo no debe ser un círculo sino solo para aclararlo)

Ahora dibuja un círculo dentro de este que sea más pequeño (no estoy seguro de cuánto más pequeño)

El círculo pequeño es lo que vemos y se expande a 300,000 km / s.

No estoy seguro sobre el círculo grande, pero es mucho más rápido que la luz.

Espero haber ayudado!

Hay secciones del universo que se alejan unas de otras a una velocidad combinada que es mayor que la velocidad de la luz. Nunca podrás ver esas secciones del universo debido a esto. Cuando dicen que el universo tiene 13.700 millones de años, lo que realmente quieren decir es que el universo VISIBLE tiene 13.7 años. La edad real de TODO el universo es mucho más antigua, pero nunca sabremos cuánto más porque no podemos comunicarnos con él.

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