Si el objeto más alejado que hemos observado está a unos 13 mil millones de años luz de distancia, entonces, ¿cómo sabemos que el universo observable tiene un radio de aproximadamente 45 mil millones de años luz?

Creo que tiene que ver con la ley de Hubble (ley de Hubble).

Las observaciones demuestran que el Universo se está expandiendo. Y la tasa de expansión está aumentando … ¿Qué significa eso para nosotros?

Bueno, debido a la expansión, las cosas más cercanas a nosotros se están alejando a un ritmo más lento que las cosas más alejadas. (Piense en un globo, cuando lo sople, los puntos más cercanos se separarán a una velocidad menor que los puntos que están más separados).

A medida que aumenta la distancia de una galaxia (o de cualquier objeto celeste que nos importe), la velocidad a la que se aleja de nosotros también aumenta.

Entonces, cuando extrapolas, en algún momento, muy lejos de nosotros, hay galaxias que se alejan a la velocidad de la luz. Y más allá de eso, hay galaxias que se alejan más rápido que la velocidad de la luz.

Y si algo se aleja más rápido que la luz, obviamente, no se puede observar.

Y este es el límite del universo observable. Nunca podremos observar las cosas más allá de este binario, ya que la luz de allí nunca nos alcanzará. Y esta distancia es de aproximadamente 45 mil millones de años luz de distancia (si supongo que sus datos son correctos) (encontrará un análisis más detallado aquí: universo observable)


¿Cuál es la distancia de 13 mil millones de años luz? Bueno, ese es el objeto más lejano que nuestros telescopios más potentes han logrado capturar. Nuestros telescopios actuales son lo suficientemente potentes como para capturar la luz proveniente de tan lejos (13 mil millones de años luz es una gran distancia, sin embargo, estamos viendo una galaxia desde mucho antes de que nuestro sistema solar se hubiera formado … desde un momento en que nuestra galaxia acababa de comenzó a formarse) (La antigua galaxia es la más remota jamás vista)

La galaxia más lejana jamás observada, que se cree que se formó solo 700 millones de años después de la formación del Universo:

El hecho de que no podamos verlo, o nuestros telescopios no puedan verlo, no significa que la radiación de tan lejos (a 45 mil millones de años luz de distancia) no nos esté alcanzando. Es demasiado débil para que nuestros telescopios lo detecten.

Lo más alejado que hemos visto NO es 13.7 mil millones de años luz. Es posible que las regiones distantes dentro del universo no puedan interactuar con nuestra región porque la luz viaja a una velocidad finita, incluso aquellas regiones distantes experimentarán la realidad de la misma manera que nosotros. Estas áreas están aisladas y se dice que están fuera del ‘contacto causal’ ya que lo que sucede en esa parte del universo no puede afectar lo que sucede en nuestra región observable. La edad del universo es de aproximadamente 13,7 mil millones de años. Esto significaría que la luz de un punto observado acaba de llegar a nosotros 13.700 millones de años después de su emisión. Este es el número que asignamos a la edad del universo, porque no hemos podido ver más atrás en el tiempo. Entonces lo llamamos la edad mínima del Universo.

Sin embargo, lo que vemos es luz desde un punto que se emitió hace 13.700 millones de años, pero esto no representa la distancia en un momento dado porque el borde del universo y la Tierra se han separado aún más. La distancia adecuada se define como la distancia entre dos puntos en un instante de tiempo determinado. Esta distancia puede cambiar con el tiempo debido a la expansión del Universo, generalmente siendo más pequeña en el pasado y cada vez más grande en el futuro. El otro número que ha proporcionado (45 mil millones de años luz) es la distancia adecuada entre la tierra y el borde del universo observable hoy, lo que hace que el diámetro del universo observable sea de aproximadamente 91 mil millones de años luz. La expansión explica por qué podemos observar objetos a 46 mil millones de años luz de distancia a pesar de que la luz de estas fuentes ha viajado solo por 13,7 mil millones de años.

Entonces, un número le da el tiempo más temprano que podríamos medir, mientras que el otro número le da la distancia más grande que hemos podido calcular.

De esta otra respuesta mía: si el universo tiene solo 13.8 mil millones de años, ¿cómo es el universo observable mayor de 13.8 mil millones de años luz? ¿Cómo nos llega la luz?

Porque el universo mismo (el espacio vacío entre la materia) es lo que se está expandiendo, desde el big bang, no la materia alejándose de otra materia (aunque eso también está sucediendo). A medida que el espacio-tiempo se expande, la radiación que viaja a través de él se estira, como lo demuestran las observaciones de Hubble sobre el cambio al rojo. El espacio-tiempo se ha expandido durante tanto tiempo, que el universo observable parece tener aproximadamente 85 mil millones de años luz de diámetro.

Eso tendría 13 mil millones de años. El universo se expande, por lo que ahora está más lejos que 13 mil millones de años luz.