Si el universo se está expandiendo con una velocidad igual al doble de la velocidad de la luz, ¿no podemos decir que estamos viajando más rápido que la velocidad de la luz?

No hay expansión, es simplemente la confusión de lo que realmente es el desplazamiento al rojo cosmológico lo que ha llevado a las explicaciones ad-hoc.

Un nuevo Redshift no Doppler

En otras palabras, cualquier radiación emitida por una nube de hidrógeno o una estrella, al interactuar con un electrón libre, simplemente transmitiría la misma firma espectral que recibió, la frecuencia simplemente disminuyó por la interacción como parte de la energía cuántica ( impulso) se impartió al electrón. Esto a lo largo de la distancia provocaría un desplazamiento al rojo del espectro, exactamente según las observaciones. Es por eso que las galaxias cercanas son azules y desplazadas hacia el rojo, podemos discernir sus movimientos apropiados. Pero a medida que aumenta la distancia al igual que la densidad de electrones, la luz comienza a ser totalmente dominada por el desplazamiento al rojo. No porque el universo se esté expandiendo, sino porque la frecuencia de la luz se reduce con cada interacción con esos electrones libres en el espacio.

Derivado de la confusión de aquellos que intentan explicar un universo de plasma al 99% sin haber pisado nunca un laboratorio de plasma para estudiar la física del plasma.

La respuesta de Steven White a ¿Qué es la materia oscura?

Un día nos cansaremos de todas las explicaciones ad-hoc y comenzaremos a usar la física correcta para explicar un universo de plasma al 99%. Pero hasta entonces, solo tendrá que entender que hasta que se canse personalmente del polvo de hadas y exija un cambio, es lo que le venderán por los dólares de sus impuestos que tanto le costó ganar.

Pero hasta entonces tendrá que soportar explicaciones de que absolutamente nada puede expandirse, acelerarse, doblarse y llevar cosas consigo, incluso si no es nada. Incluso E entendió que el tejido básico subyacente del espacio no podía tener movimiento aplicado; sin embargo, esto es precisamente lo que se ha hecho de todos modos. Finalmente obtuvieron su éter que no era éter, y luego no tienen que justificar la aplicación de las propiedades de un medio ponderable porque no es nada.

Einstein: éter y relatividad

“Recapitulando, podemos decir que de acuerdo con la teoría general de la relatividad, el espacio está dotado de cualidades físicas; en este sentido, por lo tanto, existe un éter. Según la teoría general de la relatividad, el espacio sin éter es impensable; porque en ese espacio existe no solo no habría propagación de la luz, sino que tampoco habría posibilidad de
existencia para estándares de espacio y tiempo (varillas de medición y relojes), y por lo tanto, ningún intervalo espacio-tiempo en el sentido físico. Pero no se puede considerar que este éter esté dotado de la característica de calidad de los medios ponderables, ya que consta de partes que pueden rastrearse a través del tiempo. La idea del movimiento no puede aplicarse a él “.

En realidad obtuvieron exactamente lo que exigían: movimiento de nada, magia.

La razón por la cual c siempre permanece c es porque a medida que su velocidad aumenta, sus relojes se ralentizan y sus reglas se reducen. Ya no mide las mismas distancias y tiempos que antes, sino arcos proporcionales de tiempo y distancia basados ​​en la energía obtenida con la aceleración.

Mira el segundero de un reloj. Un punto cerca del cubo (cuadro más lento) no mide la misma distancia o tiempo que un punto cerca de la punta (cuadro más rápido). Miden arcos proporcionales de tiempo y distancia basados ​​en la energía de la aceleración. Los llamamos lo mismo, incluso si entendemos que no lo son.

Esto ha llevado a generaciones enteras a creer que la luz recorre la misma distancia en todos los cuadros, cuando en realidad son arcos proporcionales de tiempo y distancia basados ​​en la energía obtenida durante la aceleración. Entonces, no importa cuál sea su velocidad real en el espacio: siempre leerá c para luz, porque mide distancias proporcionales y tiempos recorridos por la luz en cada cuadro que no viaja en un movimiento de traslación relativo con respecto a su cuadro.

Todos entendemos que las reglas se reducen con la aceleración, y luego cometen el error de pensar que las reglas más cortas miden la misma distancia que las reglas más largas, simplemente porque no tenemos forma de distinguir las reglas más cortas o los tiempos más largos dentro del cuadro a medida que aumenta la aceleración. La realidad simple es: no se miden las mismas distancias o tiempos de cuadro a cuadro, no viajan con la misma velocidad de traslación con respecto a su cuadro, sino que se miden distancias y tiempos proporcionales en función de la energía obtenida con la aceleración.

Me parece útil pensar en la velocidad de la luz, no en la velocidad real de la luz, especialmente porque, en conjunto, un haz de fotones viaja más lento en un medio que en el espacio libre. c es también la velocidad de la gravedad, y de hecho cualquier partícula sin masa. El punto es que no puedes acelerar un objeto sin masa. Está yendo a c o no existe.

En cambio, piense en c como un límite aympótico para cualquier cosa con masa. No es posible acelerar nada a c.

A partir de esto, debe poder postular (y ser correcto) que es imposible transmitir información más rápido que c.

c es la forma más rápida de transmitir información. Esta es una visión más profunda de lo que podría parecer al principio, por lo que vale la pena explorar un poco más.

Imagina unas tijeras de galaxia. Si cierra las manijas cerca de la velocidad de la luz, entonces la física convencional podría hacerle creer que las puntas deben cerrarse más rápido que c. Pero incluso si reúne suficiente energía para acelerar esas cuchillas, las puntas no se moverían en absoluto hasta que la señal (es decir, la información) de las moléculas en los mangos llegue a las puntas. Las señales sobre el movimiento solo pueden propagarse por las cuchillas.

La información no se puede transmitir más rápido que c.

La misma limitación se aplica para barrer un puntero láser a través de la luna desde la Tierra. Aunque el lugar en la luna podría viajar más rápido que c a través de la superficie, un hombre lunar no podría usar esa idea para hablar con otro hombre lunar más rápido que c.

Del mismo modo, aunque la probabilidad de pares enredados garantiza un resultado experimental complementario para cada observador de cada uno de los pares, no importa dónde existan entre sí, usted no tiene control sobre el resultado experimental y tendría que comunicarse con su pareja sobre un canal convencional para mover información. (Esta es la base del intercambio de claves cuánticas donde la ventaja es mover información con privacidad garantizada. Pero esa es una historia más larga ya que hay consideraciones prácticas).

Una vez puestas en práctica esas ideas, estirando el espacio entre dos coordenadas, debería poder ver que esto empeora las cosas. Aunque los dos objetos pueden separarse más rápido que c, es aún más obvio que no puede transmitir información entre ellos. De hecho, si pudieras observar un objeto luminoso lejos, entonces el espacio entre comenzó a expandirse en o por encima de c en una función escalonada, el objeto desaparecería después de los últimos fotones antes de que la expansión llegara a ti.

Si imagina una expansión de espacio sub c, el efecto sería estirar las ondas de luz, es decir, hacer que el objeto se vea más rojo. Y eso es exactamente lo que encontramos.

No hay una velocidad específica con la cual el universo se está expandiendo.

En cambio, la tasa de expansión aumenta con la distancia entre los puntos considerados, de acuerdo con la Ley de Hubble.

A una distancia lo suficientemente grande, la tasa es mayor que c, mayor que 2c, mayor que cualquier valor dado.

No hay radio para todo el universo, aunque podría considerarse que el universo observable tiene un radio.

El radio del universo observable no coincide con la expansión a la velocidad de la luz, porque la tasa de expansión varía con el tiempo. La expansión se ha desacelerado en el pasado y se cree que se está acelerando actualmente. Un fotón emitido por un objeto que retrocede a más de c puede eventualmente alcanzar una región del espacio-tiempo que retrocede a menos de c, lo que permite avanzar hacia nosotros y ser observado.

Actualmente podemos observar la luz de las estrellas que se alejaron de nosotros a más de c.

El límite entre las regiones gris claro y oscuro es la esfera de Hubble, la distancia, DHS (t) = c / H (t), a la que las galaxias retroceden a la velocidad de la luz. La distancia comoving a la esfera de Hubble aumenta cuando el universo se desacelera y disminuye cuando el universo se acelera. La esfera de Hubble no es un horizonte de ningún tipo; pasa sobre partículas y fotones en ambas direcciones. ¿Cómo pueden moverse los fotones de la región superluminal gris claro a la región subluminal gris oscuro?

¿Cómo puede un nadador avanzar contra una corriente que es más rápida de lo que puede nadar? Parece imposible. Primero considere el problema en las coordenadas comoving. Los fotones se propagan hacia nosotros a lo largo de nuestro cono de luz en forma de trompeta con una velocidad comoving ˙ χγ = −c / a. Por lo tanto, los fotones se mueven inexorablemente a través del espacio en movimiento, independientemente de su posición en relación con nuestra esfera de Hubble. Su velocidad comoving es siempre negativa. Su distancia comoving siempre disminuye. Ahora considere el problema en el espacio físico. La forma de lágrima de nuestro cono de luz pasado significa que la distancia entre nosotros y los fotones más distantes que vemos ahora, alguna vez aumentó. La cantidad relevante para comprender este comportamiento es la velocidad total de un fotón que se dirige hacia nosotros: vtot = vrec −c = HD − c = ˙ aχγ −c. La velocidad total de los fotones distantes no es constante porque es la suma de la velocidad de recesión dependiente de la distancia (vrec) y la velocidad peculiar constante, c. Cuando ˙aχγ> c aumenta la distancia entre nosotros y el fotón. Los fotones que ahora nos llegan desde nuestro horizonte de partículas se emitieron en el Big Bang. Dado que limt → 0 ˙ a = ∞ en todos los modelos cosmológicos viables, ˙aχγ> c se habría satisfecho y estos fotones se habrían retirado inicialmente de nosotros. De manera similar, el primer fotón que recibimos de cualquier objeto fue emitido desde una región con ˙aχγ> c, vtot> 0. En el universo temprano a medida que pasa el tiempo, tanto χγ como ˙ disminuyen. Por lo tanto, vtot de estos fotones evoluciona de positivo a negativo, y la forma de lágrima de nuestro lightcone físico pasado es omnipresente en todo momento. La analogía de la natación falla porque, a diferencia de la velocidad de recesión, que es menor a distancias de desplazamiento más pequeñas, la corriente que el nadador debe enfrentar es la misma en todas las distancias de desplazamiento. Nuestro nadador tiene que luchar contra una corriente implacable, mientras que el fotón se mueve constantemente hacia regiones con una “corriente” más lenta (vrec más lento).

No estamos viajando a (o el doble) la velocidad de la luz. El espacio entre nuestros marcos de referencia que son la Tierra y una galaxia a más de 14 mil millones de años luz de distancia en cualquier dirección, se está expandiendo a una velocidad compuesta. Esto lleva a las galaxias más separadas en todas las direcciones.

Nuestra galaxia, y cualquier otra galaxia, no viaja a través del espacio a esa velocidad.

Puedes pensarlo de esta manera: los pasajeros de dos trenes se ven pasando en direcciones opuestas. A medida que los trenes se alejan unos de otros, sus respectivos pasajeros permanecen inmóviles en el marco de referencia de sus respectivos trenes y, sin embargo, ven a los pasajeros del retroceso alejándose a gran velocidad. Los trenes transportan todo dentro a una velocidad combinada a pesar de que las personas y los elementos de cada tren parecen estar estacionarios en el marco de referencia local inmediato del tren.

El tren es el espacio que rodea a las galaxias (personas) en cada tren. Los pasajeros no están acelerando a través del espacio en sus marcos de referencia locales y, sin embargo, se están alejando del otro tren a gran velocidad.

No en el sentido utilizado en Relatividad Especial. Para eso, debe construir un marco de medición, con relojes espaciados por reglas, debe sincronizar los relojes según el procedimiento de Einstein, y luego debe usar los relojes para que la luz del tiempo viaje a lo largo de una de las reglas. Si haces eso en cualquier parte del universo, incluso en este universo en expansión, Big Bang, obtendrás c.

El truco es que el Big Bang es un escenario habilitado por la Relatividad General, y el punto de partida entre SR y GR es que todo en SR es localmente cierto en GR. Pero solo localmente es cierto. Si intentas construir un marco de medición SR que se extienda a través de una gran sección del universo observable, fracasarás porque colapsará bajo su propia gravedad o se desgarrará por la expansión del universo. Cada extremo de su vasta cadena de reglas quiere ir a la deriva con la expansión, pero la cadena tiene una longitud preferida que le gusta ser (ese es el punto de una regla) y hay mágicamente más espacio entre los extremos, por lo que se estira a menos que pueda sostener suficiente tensión para introducirse. Si está desgarrado, o si solo te enfocas en, digamos, dos galaxias que no estaban conectadas para comenzar, entonces la distancia entre ellas puede aumentar fácilmente más rápido que 299792458 m / s, pero nada es en realidad pasando más allá de algo más que c.

De hecho, el espacio puede expandirse más rápido que la luz, ya que no es un objeto físico. Esto es lo que sucedió en el período de inflación poco después del Big Bang. Pero nada se movió dentro del espacio más rápido que la luz, o nunca pudo. Para cualquier cosa con masa, la masa tiende rápidamente al infinito a medida que la velocidad se acerca c. Nunca puedes ver a otro cuerpo moviéndose en relación a ti más rápido que la luz.

La relatividad general nos dice que el tiempo, la posición y la velocidad no tienen sentido a menos que tenga un marco de referencia. Los marcos de referencia deben ser locales.

En las distancias donde la expansión universal es relevante, no hay marcos de referencia locales.

Por lo tanto, mientras que las partes del universo casi con certeza se alejan de usted a velocidades superiores a C, decir que tiene una velocidad relativa mayor que C tiene muy poco significado en el sentido local.

El espacio en sí mismo se está expandiendo pero nada se mueve a través del espacio más rápido que la velocidad de la luz, piense en ello como si entre cada bit de espacio se insertara más espacio. También digamos que el espacio se expande a la velocidad de la luz o que el doble de la velocidad de la luz significa algo, la rapidez con la que dos puntos en el espacio se alejan uno del otro depende de qué tan lejos se alejen, el punto lo suficientemente cerca al caminar , si el universo es infinito, entonces hay un punto que se aleja el uno del otro a una velocidad infinita si están infinitamente lejos.

Es el universo visible que se está expandiendo a la velocidad de la luz, la burbuja de la que ha pasado suficiente tiempo para que podamos ver cosas. Ese universo está, por definición, centrado en nosotros. Según la definición de ese marco de referencia, estamos inmóviles en el centro.