Creo que la ley de Hubble no es una ley exacta. Además, dudo de su validez como ley.
Estoy afirmando esto a pesar del hecho de que la ley de Hubble es una piedra angular en la teoría predominante del Big Bang (BB). Ante la evidencia de Hubble, Einstein se vio obligado a abandonar su idea de un universo estático, llamándolo el “mayor error” que había cometido. La ley de Hubble que establece que las galaxias se alejan unas de otras a una velocidad lineal a sus distancias relativas V = H * d, llevó a la aceptación de la teoría BB sugerida por Friedmann y Lemaitre. Postularon que el universo comenzó con una explosión de una bola infinita pequeña y súper densa y desde entonces se está expandiendo en todas las direcciones. Una conclusión importante que puede derivarse de la teoría BB es que el universo a gran escala es isotrópico y homogéneo. La ley de Hubble parecía ser correcta en su momento, cuando se realizaron mediciones en galaxias cercanas a la Vía Láctea. Sin embargo, cuando la ley de Hubble se usó para observaciones de galaxias distantes con alto desplazamiento al rojo, el gráfico se curvó hacia arriba. Este hallazgo fue la base de paradigmas adicionales: el universo se está expandiendo para siempre en todas las direcciones, a una velocidad cada vez mayor. El uso de la ley de Hubble da como resultado la conclusión de que las galaxias observadas con z> 1.5 se alejan de la Vía Láctea a velocidades mayores que la velocidad de la luz. Como no es posible, según Einstein, que las galaxias se muevan a una velocidad mayor que la velocidad de la luz, se postuló una nueva teoría que afirma que no son las galaxias las que se mueven a esta velocidad sino el espacio en sí.
La teoría BB afirma que las galaxias se separarán cada vez más y que el universo se volverá completamente frío y eternamente negro. El universo en expansión acelerada da lugar a otra teoría que afirma que para acelerar la expansión del universo a las tasas observadas, a pesar de la atracción gravitacional de toda la materia en el universo, debe haber una fuerza adicional. Esta fuerza se llama energía oscura. Se calculó que la cantidad de esta energía oscura, que la naturaleza desconoce, es ~ 70% de todo el material en el universo.
La confusión, entre la comunidad científica, que el universo acelerado en expansión ha causado se muestra en muchos artículos relacionados con la ley de Hubble. Por ejemplo, al notar cuántas veces aparece la palabra “concepto erróneo” en un artículo de Davis & Lineweaver http://www.publish.csiro.au/AS/p… . Sugirieron que la relación velocidad-desplazamiento al rojo es complicada y depende de parámetros cosmológicos que determinan lo que le sucedió al universo cuando se emitió la luz y cuando se recibió. Depende de la densidad de materia, la densidad de energía oscura y el parámetro actual de Hubble.
Un artículo adicional de Collins https://arxiv.org/vc/physics/pap … afirma que “se ha asumido que el desplazamiento hacia el rojo es totalmente Doppler, aunque se sabe que la gravedad también conduce a un desplazamiento hacia el rojo. Hasta ahora, no se ha encontrado ninguna manera de extraer la velocidad Doppler del desplazamiento rojo medido, y esto sesga la constante de Hubble, hacia arriba “.
El tema de las galaxias cambiadas de azul fue barrido por el Hubble debajo de la alfombra. El cambio azul contradice la teoría BB. Si todas las galaxias después de la explosión, según BB, se alejan unas de otras, ¿cómo es que hay galaxias que se aproximan? Un ejemplo famoso es la galaxia de Andrómeda que se está moviendo hacia la Vía Láctea con una probabilidad de que las dos galaxias finalmente choquen. Una explicación dada por los cosmólogos para el enfoque de las galaxias es que a veces el campo gravitacional entre las galaxias vecinas excede la expansión del universo.
Kirshner http://www.pnas.org/content/101/ … se relaciona con el diagrama de Hubble (Fig. 1): “Mirando su diagrama original de Hubble, puedes ver que hay un puñado de galaxias cercanas con cambios azules, y un gran dispersión de velocidades a cualquier distancia dada. Hubble usó astutamente métodos plausibles para promediar los datos de galaxias que están a la misma distancia para que su resultado se destaque más claramente del ruido. Tuvo la suerte de tener datos que se comportaron tan bien ”.
Fig. 1 – Gráfico original del Hubble (1929)
El gráfico de Hubble es en realidad un ajuste de una línea recta a través de sus datos. Se ve en el gráfico que hay una gran dispersión en las velocidades de las galaxias que se encuentran a la misma distancia de la Vía Láctea. La dispersión puede explicarse por los errores de medición que hizo Hubble. Pero esta dispersión es repetidamente mostrada por otros que usaron instrumentos más avanzados. Hoy, la dispersión se explica por la velocidad peculiar, que es el componente de la velocidad de la galaxia que se desvía de la ley de Hubble. La razón de la velocidad peculiar es que las galaxias no se distribuyen uniformemente, sino que se encuentran típicamente en grupos de cúmulos, por lo que las galaxias tienen un efecto gravitacional significativo entre sí.
No tengo dudas con respecto a la validez de las mediciones utilizadas por Hubble y otros. Sin embargo, afirmo que la interpretación de Hubble de los datos es incorrecta, es decir, el desplazamiento al rojo medido z es correcto, pero la velocidad de retroceso V no es V = Cz. Collins mencionó anteriormente que Hubble asumió que el cambio rojo es totalmente Doppler, aunque se sabía que la gravedad también conduce a un cambio rojo. Creo que la incorporación del cambio z causado por el campo gravitacional, o el cambio de campo de Einstein, mostrará que la ley de Hubble está equivocada. El significado es que la teoría BB que se basa fuertemente en la ley de Hubble es dudosa. Los cosmólogos son reacios a renunciar a la teoría BB porque no tienen una teoría alternativa mejor. Entonces, frente a nuevas observaciones, sugieren teorías alucinantes adicionales para probar la validez BB. Por nombrar dos: la energía oscura y la expansión del espacio a velocidades superiores a la velocidad de la luz.
Creo que tengo una teoría alternativa con respecto a la estructura del Universo que puede explicar las observaciones de Hubble sin depender de su ley. Al contrario de la BB, postulo que el Universo comprende un cuerpo masivo en su centro, lo llamo el Pivot, y un Universo visible en forma de anillo que lo está orbitando.
Esta teoría se describe en detalle:
http://vixra.org/abs/1705.0166?r…
La teoría Pivot explica observaciones cosmológicas adicionales, pero me gustaría llamar la atención del lector sobre los párrafos 10 a 15 que se relacionan con el cambio z de las galaxias y la ley de Hubble.
La teoría Pivot postula que el desplazamiento z de las Galaxias es causado por el campo gravitacional del Pivote masivo, en lugar de la suposición de Hubble de que el desplazamiento z de las Galaxias es causado por el efecto Doppler . El cambio Doppler es causado por la diferencia en las velocidades de las galaxias observadas y la Vía Láctea. Dado que la teoría Pivot afirma que las galaxias que se encuentran en varios radios del Pivot están orbitando a diferentes velocidades, el desplazamiento Doppler no puede ser excluido. Pero, muestro que la contribución del cambio Doppler al cambio z medido es pequeña. En el artículo, explico también por qué hay galaxias desplazadas en azul, por qué hay una dispersión tan grande en el gráfico de Hubble y la relación no lineal de la velocidad con el desplazamiento z.
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Ambas imágenes fueron tomadas de la Introducción a la cosmología de Barbara Ryden. Esta es mi referencia habitual para la mayoría de las respuestas básicas de cosmología aquí. 