¿La velocidad máxima (velocidad de la luz) está correlacionada, determinada o es igual a la tasa de expansión del universo?

No. El uno no tiene nada que ver con el otro. La expansión del universo está (según las mejores teorías actuales) directamente relacionada con la distancia entre el observador, en este caso siempre la Tierra, y la galaxia observada. Eso es porque, hasta donde sabemos, somos los únicos observadores en el universo en esta etapa. La tasa de expansión del universo que vemos será idéntica a la que observará un observador a 13 mil millones de años luz de distancia de la Tierra.

La tasa de expansión está definida actualmente por el parámetro Hubble, que define la tasa de expansión como una distancia de 20 km / segundo / millón de años luz. Esto significa que cuanto más lejos esté un Quasar o una galaxia de la Tierra, más espacio intermedio se está creando todo el tiempo. Es importante tener en cuenta que las galaxias separadas no se “separan” en este proceso, sino que se “transportan” en el espacio 3D que rodea la galaxia. Como se puede ver en las unidades del parámetro de Hubble, este efecto solo se vuelve notable en las distancias intergalácticas, no en la distancia interestelar. Esto se debe a que la gravedad es mucho más fuerte que la fuerza de expansión, teorizada para ser (y por falta de un nombre mejor) Energía Oscura.

La mejor analogía que tengo actualmente son los pasajeros de dos trenes que se cruzan 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.

Si comienza a conectar números de distancia en el Parámetro de Hubble, llegará al punto donde el espacio entre nuestra galaxia y las galaxias más remotas que podemos observar es tan grande que la tasa de expansión se aproxima a la velocidad de la luz (c). La distancia donde la tasa de expansión parece acercarse a c? Poco menos de 14 mil millones de años luz. ¿Te suena familiar ese número? Es la mejor estimación actual de la edad del universo. Por lo tanto, parece que cualquier galaxia a más de 14 mil millones de años luz de distancia de nosotros, se aleja de nosotros a un ritmo más rápido que el que puede viajar la luz de estas galaxias. Por lo tanto, la luz de estas galaxias nunca llegará a la Tierra.

Si crees en las teorías de la relatividad de Einstein, debes aceptar que un observador al borde de la burbuja 3D de 14 billones de años luz que rodea nuestra galaxia tendrá su propia burbuja de 14 billones de años luz, con él / ella / él en el centro de esa burbuja 3D . Observarán las mismas constantes y fenómenos observados. Para ellos, todo el universo a su alrededor se está expandiendo a la misma velocidad de aceleración basada en la distancia que observamos.

Hasta que aparezca una teoría mejor para explicar la gran cantidad de fenómenos observados que hemos estado documentando y refinando durante siglos, esta es la mejor explicación que puedo darle.

Vea este video de Veritasium para una mejor comprensión de la expansión del espacio basada en la constante de Hubble:

Conceptos erróneos sobre el universo

Depende de lo que quiera decir con “expansión del universo”, si con eso quiere decir la velocidad a la que “nuestro universo observable crece. Sí, nuestro universo observable crece exactamente a la velocidad de la luz, porque nuestro universo observable está limitado por la cantidad de luz que podemos ver, y que solo puede viajar a la velocidad de la luz (en realidad es un poco más lenta, verás por qué a continuación)

Si por expansión te refieres a la expansión del espacio. entonces no. Eso está directamente relacionado (“creemos”, estas son solo suposiciones en este momento) a la energía oscura. la velocidad de expansión es más lenta que la velocidad de la luz (como todo lo está) PERO llegará un momento en que la distancia entre dos puntos en el universo crecerá más rápido que la velocidad de la luz. Imagina el siguiente escenario:

Hay 10 metros entre la galaxia ayb, y el espacio se expande a una velocidad de 1 (m / (s * m)), lo que significa que en el segundo dos cada metro será de dos metros y en el segundo tres habrá 40 metros en entre las galaxias A y B. a esa velocidad de expansión cuando hay 300 000 000 m entre galaxias, la luz no podrá viajar entre ambas galaxias porque cada segundo la distancia se duplicará, haciendo que la luz siempre esté a 300 000 000 m de alcanzar la otra galaxia. El espacio en sí está creciendo más lento que la velocidad de la luz, pero la distancia entre las galaxias no es

El espacio no se expande tan rápido en la realidad, pero esta es la razón por la cual el universo observable crece un poco más lento que la velocidad de la luz. Y en teoría, podría llegar un día en el que, debido a la expansión del espacio, nuestra galaxia es la única galaxia observable en el universo, lo que hace que el universo observable sea de tamaño fijo y exactamente del tamaño de nuestra galaxia.

Posiblemente existe una correlación de la velocidad de la luz en el vacío del espacio intergaláctico (es decir, el espacio entre galaxias) y la expansión del Universo.

Sin embargo, posiblemente no existe una correlación entre la velocidad de la luz en el vacío del espacio intragaláctico (es decir, el espacio dentro de una galaxia) y la expansión del Universo.

La razón por la que estoy sugiriendo que es posible que el valor de “c” cambie con el tiempo es que la velocidad de la luz se ajusta al tensor de energía de estrés de la ubicación que está atravesando. Algunos dirían que no es la velocidad de la luz la que cambia, sino su velocidad de fase.

Asumo que no se está creando nueva materia o energía. Solo un estiramiento del espacio, por lo tanto, menos densidad de energía.

Antes de golpearme con un ladrillo, piense por un momento en la teoría del big bang donde el universo comienza desde un punto y toda la energía se condensa en un área pequeña. Ese escenario de densidad de energía extremadamente alta significa una velocidad de la luz extremadamente lenta. Probablemente no hace calor en absoluto. Y la expansión posiblemente impulsada exclusivamente por la constante de Hubble. No es una explosión. Un hervor lento.

Gracias a Héctor y Riaan por sus respuestas integrales. Y me refería al espacio en oposición al universo visible. Lo siento, debería haber sido más preciso. Inevitablemente, sus respuestas plantean más preguntas …

Suponiendo que, en aras de la discusión, el “tejido” del espacio comprende energía oscura y materia oscura. ¿La expansión significa que se están creando más de estos para comprender el mayor volumen de espacio? ¿O significa que se está estirando la ‘tela’ de energía / materia oscura existente? Y si es esto último, ¿se está estirando más en el perímetro donde presumiblemente se está produciendo una expansión a un ritmo exponencialmente más rápido que en el centro?

Si se está creando energía / materia oscura, ¿por qué la luz no viajaría a través del espacio en ningún punto del universo a la misma velocidad, en relación con cualquier espectador? Como no hay nada que diferencie el contexto en el que se está moviendo. En cuyo caso seguramente habría una correlación entre expansión y c.

Pero si se produce una tasa variable de estiramiento cuanto más se acerca a la periferia, pero la luz aún se mueve por el mismo número entero de distancia en un tiempo determinado (suponiendo un número entero estándar de distancia, ¿planck?), Entonces se movería más rápidamente en el perímetro desde nuestra perspectiva fija, de lo que sería para la perspectiva de alguien que está afuera en el perímetro. Porque ese número entero de distancia se estiraría. Entonces, desde nuestra perspectiva, parecería que no hay correlación, mientras que en realidad la hay. Pero solo localmente. Lo que cambió es la naturaleza contextual de un número entero de distancia recorrida en un momento dado.

No tengo idea de lo que estoy hablando, por supuesto … dicen que un poco de conocimiento es algo peligroso 🙂

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