Como dijo Brent Follin, en promedio, la expansión se debe completamente a la expansión. Pero parece que el meollo de su pregunta está en el subtítulo: “Si el desplazamiento al rojo es la única herramienta para medir objetos que se alejan unos de otros, ¿cómo podemos determinar cuánto de este desplazamiento al rojo es causado por los objetos que se mueven frente al espacio que se expande en sí mismo? ? ”
Entonces voy a responder eso. Es una respuesta bastante simple: estadísticas.
Tomemos un grupo de objetos celestes. Queremos saber cuánto de su movimiento se debe a la expansión. Por lo tanto, suponemos que su movimiento proviene de solo dos factores, la expansión universal y el movimiento aleatorio. (Aleatorio es quizás un término engañoso. Normalmente distribuido sería mejor). Si ese es el caso, calcular la expansión es bastante simple. ¡Solo tomamos el promedio! Sobre una muestra apropiadamente grande, el promedio de una distribución normal es simplemente cero, por lo que el promedio de todo el movimiento es, por lo tanto, igual al promedio del movimiento debido a la expansión.
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Ahora, cuando tomamos estas medidas, debemos tener mucho cuidado de mirar solo los objetos que están a la misma distancia de nosotros. La expansión universal depende de la distancia, por lo que si tomamos el promedio sobre una gran muestra de cuerpos celestes que no tienen una distancia particular de nosotros, no obtendremos nada realmente útil.
También debemos tener cuidado con la gravedad. Al tomar nuestra muestra, debemos tener cuidado de mirar solo objetos muy alejados de nosotros. Esto se debe a que la gravedad tiene un efecto mucho más fuerte a distancias cortas. Pero la fuerza gravitacional decae con la distancia [matemáticas] a_g \ propto \ frac {1} {r ^ 2} [/ matemáticas], mientras que la aceleración expansiva aumenta con la distancia. [matemáticas] a_e \ propto r [/ matemáticas]. Esto significa que si bien la gravedad es muy fuerte, cuando observamos galaxias muy distantes, el efecto de la gravedad de nuestra galaxia es insignificante. Sin embargo, tenemos que mirar bastante lejos. El punto de inflexión entre la gravedad y la expansión (donde la expansión separa los objetos más rápido que la gravedad los une. Esto depende de la masa involucrada, por supuesto) es de alrededor de 50 millones de años luz. Eso está bastante lejos, pero aún nos deja mucho que ver.
(Si alguien que se especializa en Astronomía pudiera confirmar o corregir este último hecho, hágalo. Estoy basando este número en el hecho de que el Supercúmulo de Virgo tiene un radio alrededor de ese tamaño, y los supercúmulos no se formarían si la expansión dominara en esa escala).