¿Pueden los científicos identificar el movimiento de las galaxias durante miles de millones de años simplemente haciendo coincidir las similitudes de los patrones de luces recibidas?

No vemos distorsión, porque la luz no nos golpea a la vez. En cambio, vemos la galaxia en su posición cuando se emitió la luz, que podría ser hace miles de millones de años.

Sin embargo, notamos el movimiento de las galaxias a través del uso de la espectroscopia, que es algo de lo que estás hablando aquí. A medida que las galaxias se acercan o alejan de nosotros, produce un efecto Doppler en la luz que se emite. Eso cambia la frecuencia de la luz que observamos, y se llama desplazamiento al rojo , por el hecho de que para las galaxias que se alejan de nosotros, el efecto hace que las frecuencias azules se vuelvan más rojas. Si conocemos la frecuencia a la que debería haberse emitido la luz, lo cual es cierto para las líneas espectrales resultantes de la descomposición de los estados atómicos de mayor energía, podemos usar eso para inferir la velocidad de la galaxia.

Hacerlo nos ha dicho algo notable: cuanto más lejos está una galaxia de nosotros, más rápido se aleja de nosotros (y más roja parece). Matemáticamente tenemos

[matemáticas] v = H_0 d [/ matemáticas]

donde [math] H [/ math] es la llamada constante de Hubble, y se ha medido como

[matemáticas] H \ simeq 70 {\ rm \, km / s / Mpc} [/ matemáticas].

Este hecho nos dice que el universo mismo se está expandiendo; no importa en qué dirección nos veamos, todo se aleja de nosotros, un efecto similar al estiramiento de la superficie de un globo que se explota. Esto se conoce como expansión cósmica (o lo que Wikipedia llama la expansión métrica del espacio).

En general, creemos que las reglas por las cuales las cosas funcionan en el mundo, es decir, las llamadas “leyes de la física”, son las mismas en todas partes y las mismas ahora que en el pasado. Hacemos inferencias sobre cómo lo que vemos ahora representa lo que sucedió en el pasado.

Entonces, si observamos algo en un laboratorio o en el sistema solar, actuamos y calculamos como si fuera lo mismo en cualquier galaxia que estemos observando, y por lo tanto, descubrimos qué tan lejos está.

Las personas que son educadas y lo suficientemente inteligentes y tienen el dinero para usar las computadoras más rápidas también pueden compensar las lentes gravitacionales, que creemos que existen, para aprender lo que está sucediendo allí.

Por supuesto, si nuestras suposiciones son erróneas, que las reglas son diferentes a mil millones de años luz de distancia, entonces nuestras conclusiones son erróneas. ¿Qué sucede si el espectro de hidrógeno es diferente, o si el valor de co o alfa (la constante de estructura fina) es diferente? Si este es el caso, entonces estamos realmente perdidos para explicar lo que está sucediendo a esas distancias y con esas observaciones.

Como han señalado otros físicos profesionales (y yo soy solo un aficionado a la física, un simple médico rural), las teorías no se pueden probar, pero se pueden refutar. Todavía no han sido refutadas.