Necesitamos entender cómo los astrónomos miden grandes distancias a través del universo de tres maneras diferentes:
- Distancia adecuada
- Distancia Comoving
- Distancia de viaje ligero
Distancia adecuada
La distancia adecuada entre dos objetos es la distancia instantánea que se mediría mediante una regla hipotética entre los dos objetos en un tiempo cósmico dado. Tenga en cuenta que esta es una medida teórica en el sentido de que la información en los dos extremos de la regla no puede transmitirse instantáneamente.
Distancia Comoving
La distancia comoving entre dos objetos que se mueven con el flujo de Hubble (que se mueve entre sí solo debido a la expansión del universo) no cambia con el tiempo. Es igual a la distancia adecuada en el momento actual y elimina la expansión del universo por un factor de escala. Este factor de escala es una función del tiempo y está relacionado con el desplazamiento al rojo, z , de un objeto distante mediante la fórmula:
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a ( t ) = 11 + z
donde t es el momento en que se emitió la radiación.
Las galaxias generalmente se mueven con el Flujo del Hubble con solo diferencias locales debido a la gravedad, como la unión de las galaxias Vía Láctea y Andrómeda que se fusionarán en aproximadamente cuatro mil millones de años.
Distancia de recorrido ligero
La distancia de viaje de la luz es el tiempo (en años) que tardó la luz en llegar a un observador desde un objeto distante multiplicado por la velocidad de la luz. Esta medida no tiene un significado físico directo, pero corresponde a la distancia adecuada en cortos períodos de tiempo en los que el factor de escala es esencialmente constante. Entonces, la distancia de viaje de la luz es esencialmente igual a la distancia adecuada en la escala de una galaxia.
Fondo cósmico de microondas
La superficie de la última dispersión emitió luz cuando el espacio se volvió transparente unos 380,000 años después del Big Bang. El Fondo Cósmico de Microondas (CMB) son los restos de esta radiación que ha sido desplazada en rojo por un factor de aproximadamente 1100, y que ha estado viajando unos 13.8 mil millones de años para llegar a nosotros. Cuando se realizan todos los cálculos, la superficie de la última dispersión tiene:
- Una distancia adecuada de aproximadamente 46.5 mil millones de años luz hoy
- Una distancia de Comoving similar (por definición en la actualidad)
- Una distancia adecuada cuando se emitió de aproximadamente 42 millones de años luz
- Una distancia de viaje ligero de 13.8 mil millones de años luz (por definición)
La primera figura da el número citado para el radio actual del universo observable, dando un diámetro de aproximadamente 93 mil millones de años luz.
En cierto sentido, la luz ha tardado 13.800 millones de años en cruzar los 42 millones de años luz de distancia adecuada desde que se emitió debido a la expansión del universo. De manera similar, la expansión hará que la luz tarde mucho más de 10 mil millones de años en alcanzarnos desde los objetos que actualmente se encuentran a una distancia adecuada de 10 mil millones de años luz.
Objeto astronómico más distante
Además del CMB, el objeto con el mayor desplazamiento hacia el rojo confirmado es GRB 090423, una explosión de rayos gamma con desplazamiento hacia el rojo 8.2 y una distancia de recorrido de la luz de 13.1 mil millones de años luz. La galaxia con el mayor desplazamiento hacia el rojo confirmado es EGS-zs8-1, con un desplazamiento hacia el rojo 7.73 y una distancia de recorrido de la luz de 13 mil millones de años luz. Estos cambios al rojo corresponden a distancias adecuadas que superan los 13.800 millones de años luz.
