Abordaré la parte A de su pregunta, que afecta el resto de su pregunta.
Tu preguntaste:
Cuando miro una estrella a 1 millón de años luz de distancia, ¿estoy viendo la luz de esa estrella hace 1 millón de años, o estoy viendo la estrella misma en ese momento, o son las mismas, o la pregunta no tiene sentido?
Vi otra de sus respuestas a alguien y me hizo darme cuenta de que tal vez mi respuesta era demasiado física, ya que estoy estudiando doctorados dobles en Astrofísica y Matemática Aplicada.
- ¿Cuál es la relación entre el efecto Doppler y el desplazamiento al rojo Doppler?
- ¿Es posible que el Big Bang todavía esté lanzando cosas?
- Si eliminas las capas gaseosas de Júpiter, ¿su núcleo sólido sería más pequeño o más grande que el tamaño de la Tierra?
- ¿Qué pasaría si cayeses de la órbita?
- Si hubiera una atmósfera entre la tierra y el sol, ¿seguiríamos viendo el sol?
Mis disculpas.
Olvidemos mi explicación a continuación por ahora, pero la dejaré a continuación en caso de que alguien necesite la versión matemática para convencerse.
He visto a algunas personas tratar de comparar esta respuesta con el tiempo que sabemos que lleva luz viajar del Sol y la Luna a la Tierra. Esta es la lógica del sonido.
Sin embargo, se basa en la suposición errónea de que las distancias entre nosotros y las galaxias, y entre las galaxias y las galaxias permanecen iguales y nunca cambian, y ESA es donde la lógica se vuelve defectuosa y se produce la respuesta incorrecta.
Piense en la física de la escuela secundaria el día en que le dijeron qué era un vector. Tiene dirección y magnitud. Esto significa que nos muestra una dirección en grados (generalmente) y una cantidad medida en algún tipo de unidad SI estándar, para una distancia que podría ser el Metro y el Kilómetro.
En este caso, echemos un vistazo a la Ley de Hubble nuevamente, pero déjenme explicarlo más claramente.
v = HD es la ecuación simple. H es la constante de Hubble, lo que significa que en esta ecuación, NO afecta los valores v o D. D es la distancia entre la galaxia distante y, digamos, Tierra, y v es la velocidad resultante. Multiplica H por la distancia D de la galaxia que se aleja de la Tierra, y eso te da la velocidad de la galaxia.
Ahora. Creo que TODOS estamos de acuerdo aquí en que el Universo se está expandiendo, ¿sí? Bueno. Mirando hacia atrás en la ecuación, ¿eso no significa que el valor de D también debe estar aumentando? Ahora, recordando que H es constante (y en términos matemáticos, puede ignorarlo), ¿qué le hace eso al valor de v?
v = HD
v =? H = alguna constante D = distancia de nuestra galaxia a la Tierra
Ahora, debido a que los cálculos se ponen feos en este momento dado que estamos tratando con longitudes de onda de diferentes objetos, no lo explicaré. En cambio, usaré otro con el que ya estás familiarizado.
F = ma ——> v = HD (los he dibujado de esta manera para comparar la relación matemática y cómo se comportan de manera idéntica).
El segundo de Newton. Si queremos encontrar la fuerza ejercida sobre un objeto de 15 kg a la aceleración habitual debido a la gravedad, esto es lo que tenemos:
F =?
m = 15 kg
a (o g) = 9.8-m / s / s
————————
F = (15 kg) (9.8 m / s / s)
= 147-N (Newtons)
Mantengamos la masa constante, fingiendo que es la constante de Hubble, y variamos la aceleración (o en este caso, D). PAGA ATENCIÓN PARTICULAR AL VALOR DE “F” (que sería similar a v en la ecuación anterior) EN LA RESPUESTA FINAL.
F = (15 kg) (11,2 m / s / s)
= 168-N
¿Ves cómo F y a (o v y D) están en una relación dependiente y cuando uno aumenta, el otro también debe aumentar?
Volviendo a nuestra ecuación de Hubble, esto debe significar que para un universo que siempre se está expandiendo, la distancia D entre la galaxia de interés y la Tierra está aumentando, pero ahora vemos matemáticamente lo que eso hace a la velocidad: ¡AUMENTA BIEN!
La MAGNITUD de la velocidad aumenta muy por encima de la velocidad de la luz para una galaxia en movimiento PORQUE EL UNIVERSO AÚN SE EXPANDE y, por lo tanto, la distancia siempre aumenta. Y si una velocidad aumenta constantemente, entonces sabemos que está experimentando aceleración.
¿Qué significa todo esto?
Debido a que la luz de una estrella la dejó hace 13.800 millones de años luz, no significa que solo le tomará 13.800 millones de años luz para llegar a nosotros. ¿Por qué? PORQUE COMO LO HE INDICADO, NO SOLO EL OBJETO SE ESTÁ LEJOS DE USTED, PERO AHORA SE ESTÁ LEJOS DE USTED MÁS RÁPIDO DE LO QUE COMENZÓ.
Esto significa que tomará la luz de esa galaxia MUCHO MÁS DE 13.8 mil millones de años luz para alcanzarlo, debido a la expansión espacial del universo Y la velocidad de recesión de la galaxia, dos cosas que la mayoría de las personas no tienen en cuenta. Y desde que lo descubrí, la luz de un objeto a 13.8 mil millones de años luz de distancia tardará más de 46.2 mil millones de años luz en alcanzarnos.
Sí, todavía estás viendo la misma estrella, y probablemente sigas viéndola tal como estaba cuando la luz la dejó por primera vez (a menos que haya algún evento cósmico para descarrilarla), pero ahora tomará mucho más tiempo que su luz. distancia original para alcanzarlo en años luz.
Entonces, ¿por qué no funcionó la analogía del simple Sol / Tierra / Luna? Por la distancia. Sí, estamos en expansión, pero las distancias son TAN pequeñas que NO están creando ningún cambio en la velocidad. Y como acabo de demostrar que es la expansión en GRANDES, GRANDES distancias lo que marca la diferencia, para los objetos dentro del Sistema Solar que nunca superarán la velocidad de la luz debido a la gravedad dentro del sistema, nuestra relación seguirá siendo la misma debido a las cortas distancias.
REALMENTE ESPERO que esto haya tenido mucho más sentido para todos. He dejado una parte de la explicación original a continuación en caso de que alguien esté interesado.
Entonces, lo que ha afectado la recesión de galaxias y la expansión espacial no es el tiempo, sino la distancia. Gracias a la Ley de Hubble, las galaxias que están más lejos de nosotros se alejan de nosotros a un ritmo mucho más rápido y más rápido que la velocidad de la luz:
v = HD
La velocidad de recesión de una galaxia v , es proporcional a su distancia adecuada, D. Si D es lo suficientemente grande, entonces v excede la velocidad de la luz. La distancia actual del Hubble es de 14.5 billones de años luz, pero el radio real del universo observable es de aproximadamente 46.2 billones de años luz, y en el gráfico que adjunto, puede ver que actualmente estamos alrededor de 13.8 -billones de años. Y en este momento, puedes ver que el Universo se está alejando de nosotros, a 3 veces la velocidad de la luz. 
Ahora, antes de que alguien salte sobre mí, aquí está la cosa: localmente, nada puede ir más rápido que c . Pero eso no es cierto para las galaxias.
Para un punto a 14 mil millones de años luz de distancia, tomará más de 46 mil millones de años luz para llegar a nosotros, porque el Universo se ha expandido todo el tiempo que la luz de esa fuente puntual estaba viajando. Esto significa que la luz está siendo arrastrada lejos de nosotros, haciendo que la luz se acerque a ti a menos de 300,000 m / s, pero la luz te deja a un ritmo más rápido que eso. La luz no está cambiando las velocidades, pero la energía oscura se ha hipotetizado como algo que cambia en la física que llamamos marcos de referencia inerciales (cada observador en cada lugar del Universo ve que el Universo se aleja de ellos de la misma manera, por lo que parece que están en el centro del Big Bang).
