¿Cómo es que las longitudes de onda de la luz se estiran cuando el universo se expande pero nada más lo hace? ¿Cómo es que el espectro electromagnético no cambia para nosotros cuando esto sucede?

Hola a todos, está bien, tienes algunas respuestas interesantes aquí y me doy cuenta de que algunas de las que quieren respuestas están en el nivel de secundaria, por lo que esta respuesta estará en ese nivel. Preguntas de naturaleza más técnica son bienvenidas en la sección de comentarios.

Hechos básicos

1. La expansión métrica del Universo NO PUEDE producir una fuerza sobre nada.
2. La aceleración del universo produce una fuerza. El aspecto de la aceleración a menudo se conoce como Energía Oscura
3. La expansión del Universo está dada por la Ley de Hubbles [matemática] v = H_0d [/ matemática] donde “v” es la velocidad de recesión a la distancia “d” y H da la tasa de expansión que observamos hoy. Ese valor es aproximadamente 68 km / s / Mpc, lo que significa que a una distancia de un megaparsec de la Tierra mediremos los objetos que se mueven junto con el flujo del Hubble para mover una distancia de 68 km por segundo.

Tus respuestas

¿Cómo es que las longitudes de onda de la luz se estiran cuando el universo se expande pero nada más lo hace?
Responde por la luz
La expansión del Universo no empuja nada y la aceleración del Universo no empuja una onda de luz. Lo que está sucediendo es que el espacio entre los 2 puntos de la onda aumenta con el tiempo, aunque lentamente, de modo que a lo largo de distancias cosmológicas la onda de luz se “estira”, las comillas están estiradas porque la luz no es un “estiramiento”. ” sustancia capaz” , lo que significa que las partes de la onda (puntos de fase) no están unidas, como los átomos en un pedazo de madera, por ejemplo, y esto permite que la luz aumente de longitud.

Respuesta para “Cualquier otra cosa”
Imagine la siguiente escena: las hojas de otoño caen en un río que fluye suavemente para que estén espaciadas uniformemente. El río gradualmente comienza a fluir más y más rápido. ¿Lo que pasa?
La distancia entre las hojas será cada vez mayor a medida que las hojas delanteras se aceleren. NOTA: Las hojas en algún momento están, digamos, 2 veces más separadas, sin embargo … ¡las hojas NO son el doble de grandes!
Las fuerzas moleculares que mantienen unida la hoja son mucho más fuertes que el gradiente de presión del agua acelerada a lo largo de la superficie de la hoja.

De manera similar, la energía de unión (fuerza) que mantiene unida la materia excede ampliamente la fuerza producida por la expansión acelerada del Universo.

¿Cómo es que el espectro electromagnético no cambia para nosotros cuando esto sucede?
Lo hace … y aquí hay un cálculo simple:

Supongamos que en el laboratorio tenemos una fuente de luz y un detector separados por un medidor y usaremos el valor de Hubble de 68 km / s / Mpc para obtener la velocidad de recesión en el detector.

Esta es una billonésima parte de una billonésima parte de un metro por segundo, y si la velocidad de la luz es de aproximadamente 1 pie por nanosegundo, la luz habrá estado viajando durante un tiempo de aproximadamente 3 nanosegundos, por lo que el espacio se habrá expandido en …

Esto es aproximadamente un billón de veces más pequeño que un núcleo atómico, claramente inconmensurable, y para todos los fines prácticos, también puede ser infinitamente pequeño y por qué ve que el efecto nos sucede.

No es cierto que nada más lo haga. Las galaxias se separan, así es como se descubrió la expansión. Pero los fotones son las únicas cosas que viajan a través del espacio sin ser tocadas (por lo general) por nada excepto la expansión cosmológica. Todo: estrellas, planetas, nubes de polvo, personas, escarabajos, están siendo afectados. Pero también están siendo efectos mucho, mucho más por cosas cercanas. Están siendo empujados por la gravedad, campos electromagnéticos, fuerzas físicas. No he calculado las cifras, pero apostaría a que el efecto del efecto cosmológico en su cuerpo es menor que la presión de una vela o la atracción gravitacional de Júpiter. Es demasiado pequeño, por muchos órdenes de magnitud, para cualquier instrumento que tengamos. Hasta que la balanza llegue a miles de millones de años luz.

No creo que la expansión del universo sea lo que extiende la luz. Es la pérdida de energía a distancia lo que la estira. La energía es mayor en el centro del universo y menos en el borde exterior. Entonces, naturalmente, las olas perderán su energía a medida que viajan desde el centro.

Teoría:

Cuando se produce un campo eléctrico, tal vez por una explosión, la velocidad a la que se expande determina la fuerza del campo magnético resultante de él. A medida que el campo magnético se produce y se expande, “empuja” el campo eléctrico hacia afuera. Esta expulsión da como resultado que se produzca otro campo magnético en su lugar. Esto es lo que se llama propagación de ondas. Cada componente (eléctrico y magnético) se alimenta entre sí de un lado a otro. Debido a que la energía está “conservada”, la ola continúa viajando para siempre. Sin embargo, no existe el vacío perfecto, por lo que siempre se perderá energía, absorbida por la materia en su camino. Como resultado, los componentes eléctricos y magnéticos de la onda se debilitan. Cuando eso sucede, la influencia del campo magnético para empujar el campo eléctrico se debilita y no empuja el campo eléctrico tan rápido. Esto da como resultado que la oscilación de la onda se desacelere, convirtiéndose en una onda de frecuencia más baja. Es por eso que las ondas electromagnéticas se estiran con la distancia.

Es una suposición incorrecta que solo la luz estira la longitud de onda. Debes haber olvidado que el efecto “Doppler” de la luz es un término tomado del efecto del sonido que viaja lejos de ti. Estas dos cosas son experimentadas por los sentidos humanos pero no por los electromagnéticos.