Recuerde, la Tierra y nuestro sistema solar tienen solo alrededor de 4 mil millones de años, por lo que podemos ver muchas estrellas que son anteriores a la Tierra. También descubrirá que los científicos aún no están dispuestos a admitir o especular que el universo es infinito. La mayoría de los cosmólogos se aferran a la idea de que el universo comenzó en el Big Bang (BB) y todavía se está expandiendo, pero que tiene un tamaño finito. Como verá a continuación, es muy difícil determinar cuál es realmente ese tamaño porque la cantidad de información con la que tenemos que trabajar es notablemente pequeña. Aprovechamos al máximo lo que sabemos haciendo toneladas de suposiciones y extrapolaciones, pero una evaluación honesta es que la mayoría de lo que creemos saber es poco más que adivinar. Por ejemplo…..
Es imposible saber qué está sucediendo en una galaxia distante en este momento. De hecho, como verás a continuación, ni siquiera sabemos dónde está esa galaxia ahora o si existe. A medida que vemos más allá, vemos más atrás en el tiempo. En los límites externos de lo que podemos ver, estamos viendo información (luz, cambio Doppler, espectro, etc.) que está tan desactualizada que casi con toda seguridad está equivocada. Al mirar más allá, la probabilidad de que haya habido cambios importantes (nuevas estrellas formadas, galaxias colisionadas, estrellas explotadas, etc.) aumenta hasta el punto de ser una certeza. Exploremos esto más a fondo y veamos cuánto realmente sabemos y no sabemos.
Por una variedad de razones, hemos calculado el BB en 13.8 billones de años atrás. Sin embargo, utilizamos el efecto doppler de desplazamiento hacia el rojo para medir qué tan lejos están las estrellas.
- ¿Podría ser en lugar de tratar de moverse más rápido que la velocidad de la luz, la inmovilidad absoluta es la clave para cubrir grandes distancias rápidamente?
- Si se acelerara la expansión del universo, ¿podría la velocidad relativa entre dos planetas ser mayor que la velocidad de la luz? ¿Qué observaría una persona de un planeta sobre el otro desde su marco de referencia?
- ¿Qué pasaría si la velocidad del sonido fuera mayor que la velocidad de la luz? ¿Qué pasaría con las ondas de choque provenientes de aviones supersónicos? ¿Tendrá lugar el boom sónico?
- Si digamos que un planeta habitado está a 3000 años luz de distancia, ¿eso significa que está 3000 años adelantado a nuestro tiempo o atrasado?
- ¿Cómo sería nuestro universo si el tiempo fuera constante y la velocidad de la luz variara?
Mire a la izquierda y son 13.8 BLYs hasta el límite de lo que podemos ver. Mire a la derecha y son 13.8 BLYs hasta el límite de lo que podemos ver. 13.8 + 13.8 = 27.6 BLYs como el diámetro del universo ……. PERO …… eso fue hace 13.8 mil millones de años. En el tiempo desde que esa luz dejó esas estrellas a esa distancia, presumiblemente continuaron expandiéndose hacia afuera. Entonces, las estrellas que vemos ahora (que es donde estaban hace 13.8 mil millones de años) ahora han viajado hacia afuera (lejos) durante ese mismo período, entonces, si continuaron a la misma velocidad relativa, entonces cuando miramos a la izquierda, son 27.6 mil millones años luz a esas mismas estrellas hoy. Y otros 27.6 BLY mirando hacia la derecha. Eso es 55.2 BLYs … PERO … nada de esto tiene en cuenta que el espacio en sí mismo se está expandiendo además de la distancia que recorre la luz. No se comprende muy bien cuánto se ha expandido y la mayor parte de lo que creemos saber se basa en muchos supuestos, promedios y conjeturas. Un número como 96 BLYs “a través” ha sido arrojado en algunos círculos.
Pero, recuerde que NO estamos hablando del tamaño del universo. Estamos hablando del tamaño del universo observable o estimado. Como resultado de esa expansión (de un total desconocido), el tamaño del universo podría ser el doble de los 96 BLY o incluso más. Se supone que la expansión del espacio está teniendo lugar a la velocidad de la luz, pero nadie lo sabe realmente.
Aquí es donde es realmente difícil incluso hablar de eso. El pensamiento convencional y la teoría aceptada dicen que no podemos discutir un “borde” del universo porque eso denota que hay algo fuera o más allá del universo y hemos definido que el universo contiene “todo”. No hay “afuera” por definición.
También establecimos 13.800 millones de años como el tiempo desde que la luz solar de los objetos que tardan más que eso en viajar a nosotros están fuera de nuestro “universo observable” actual y, sin embargo, sabemos que hay objetos más allá de esa distancia de nosotros, como lo muestra La descripción anterior.
*** Nuevo problema ***
Imagine que tiene 10 automóviles que se encuentran en 10 estados diferentes entre usted (en Nueva York) y Los Ángeles en California. En el momento en que cada automóvil sale para conducir a Nueva York, el conductor toma una foto de su velocímetro y se lo envía por correo electrónico. Desea que todos lleguen a Nueva York al mismo tiempo para que la velocidad de cada automóvil se establezca de acuerdo con su distancia. Según su velocidad, puede estimar esa distancia. Entonces, una vez que obtenga esas fotos, no tendrá más contacto con los automóviles hasta que lleguen. Lo que no sabe es que todos los autos cambiaron sus rutas y todos cambiaron su velocidad (según el tiempo y la distancia recorrida). Algunos disminuyeron la velocidad y otros aceleraron. Algunos tomaron atajos y otros fueron mucho más lejos. Por pura coincidencia, todos llegaron al mismo tiempo. La pregunta es: ¿cómo saber qué tan lejos o qué tan rápido condujo cada automóvil? La respuesta es que no lo harías.
Esta analogía es lo que enfrentamos en cosmología. Conocemos la velocidad en el momento de la partida (basada únicamente en su cambio dopler) y la usamos para estimar la distancia de todas las estrellas que vemos en el cielo nocturno (usando el descubrimiento de Hubble). Aquí es por qué presento este problema:
Supongamos que una estrella emite luz hace 13 B años. La luz viaja a C: la velocidad de la luz, por lo que decimos que la distancia que ha recorrido es de 13 B años luz (13 BLY) … pero ¿lo hizo realmente? Determinamos que estaba a 13 BLY de distancia en función de su desplazamiento Doppler de espectro, no midiendo realmente la distancia o sabiendo cuándo se fue y cronometrando. En otras palabras, sabemos qué tan lejos estaba solo en el momento en que la luz salió de la estrella.
Si comenzó tan lejos (basado en su desplazamiento Doppler) y el espacio mismo se expandió (como creemos que lo ha hecho) mientras viajaba hacia nosotros, ¿qué tan lejos realmente viajó y qué tan lejos está ahora la estrella? Si el espacio se expandió frente al haz de luz en movimiento, entonces esa distancia expandida debe agregarse a los 13 BLY para que la luz de la estrella realmente viaje mucho más lejos que los 13 BLY. No tendríamos forma de saber si o cuánto más lejos porque no tenemos forma de medir cuánto espacio se ha expandido.
Por supuesto, una pregunta natural es si la estrella tiene un desplazamiento Doppler para que determinemos que está a 13 BLYs de distancia, ¿entonces la expansión del espacio entre nosotros y la luz de la estrella en movimiento alteraría esa percepción? ¿La expansión del espacio también afecta el cambio doppler? Si lo hace, entonces realmente no sabemos dónde estaba realmente la estrella. Si no es así, ¿por qué no? Y si no es así, todos nuestros cálculos de distancia y velocidad están en mal estado porque solo tenemos su velocidad instantánea en el momento de la partida e interpretamos que es un tiempo y una distancia basados en una velocidad supuesta de C, pero si el la distancia cambia, entonces el tiempo también cambia, incluso si la velocidad se mantiene constante. Pero ese es otro problema.
Si el espacio se expandió detrás del rayo en movimiento desde la estrella, entonces para cuando vemos la luz, la estrella está potencialmente mucho más lejos que 13 o incluso 26 BLY. Si la estrella se estaba alejando de nosotros como resultado del big bang a velocidad C, y su luz se fue hace 13 B años atrás, entonces estaba a 13 BLYs en ese momento. Sin embargo, suponiendo que continúe a esa misma velocidad, para cuando veamos esa luz, ahora está a 26 BLY de distancia, pero si durante ese mismo tiempo, el espacio mismo se está expandiendo a la velocidad C, entonces podría estar a 39 BLY de distancia para cuando Ve su luz. Pero, por supuesto, eso significa que la distancia entre nosotros y la estrella se ha expandido a una velocidad de 2 x C, el doble de la velocidad de la luz.
Ahora, ya que estamos viendo la luz por primera vez, en lo que creemos que es 13 B años después de que dejó la estrella, ¿qué podemos decir realmente sobre esta estrella hoy? Ciertamente, ya no está a 13 BLYs, pero está a 26 o 39 o alguna otra distancia. ¿Ha estado viajando durante 13 años B o por mucho más tiempo?
Para pensar en esto, tenga en cuenta lo que realmente sabemos y por qué o cómo lo sabemos. Si lo hace correctamente, se dará cuenta de que en realidad sabemos muy poco y mucho de lo que actualmente consideramos cierto sobre el universo se basa en una gran cantidad de suposiciones y extrapolaciones.
No hacemos ni abordamos este tipo de preguntas porque hemos hecho reglas y suposiciones destinadas a resolver los problemas … ¿o no?
