¿Cómo puede estar la galaxia observable más antigua a 13.1 mil millones de años luz de distancia de la Tierra si la edad estimada de la galaxia era de 480 millones de años cuando la luz nos alcanzó?

La respuesta corta: el universo se ha expandido continuamente a través del tiempo desde el momento del Big Bang.

Entre el Big Bang y la formación de estrellas y galaxias, el universo experimentó un período de rápida expansión, llamado inflación. Esto habría permitido que nuestras dos galaxias estuvieran separadas por una distancia considerable, incluso cuando se formaron antes de 480 millones de años después del Big Bang. Sin embargo, esto no explica que estén separados 13.1 mil millones de años luz (no es que no puedan serlo, pero no lo son porque el universo no se ha expandido tan rápido).

Después de la inflación, el universo continuó expandiéndose, y aún se está expandiendo.

Entonces, ahora, visualice un fotón viajando desde esta otra galaxia a la nuestra. En cualquier momento dado, este fotón tiene una distancia medible que recorrer para llegar a nuestra galaxia. A medida que el fotón viaja, la distancia que debe cubrir aumenta continuamente a través del tiempo porque el espacio por el que viaja se extiende continuamente a través del tiempo.

Dicho de otra manera, por cada momento que este fotón está viajando, tiene mucho más que viajar para encontrar un destino particular en algún lugar de su trayectoria a través del espacio cada vez más amplio en el medio. Es como cuando estás aprendiendo a nadar y tu instructor de natación molestamente se aleja de ti mientras intentas nadar hacia ella. Terminas nadando más de lo que originalmente pensaste que lo harías.

Finalmente, para ajustar su declaración en los detalles de la pregunta, dos galaxias pueden expandirse una a la otra más rápido que la velocidad de la luz. Realmente no se están alejando el uno del otro en la medida en que la expansión de todo ese espacio entre ellos tiene un efecto compuesto de aumentar la distancia entre ellos. De hecho, esto está sucediendo en nuestro universo, lo que dará como resultado que las galaxias en los límites de nuestro horizonte se alejen de nosotros para que nunca se las vuelva a ver.

Aquí hay algunos videos para responder esta pregunta.

Conceptos erróneos sobre el universo

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Lista de los objetos astronómicos más distantes – Wikipedia

la mayor distancia es

GN-z11

desplazamiento al rojo de z = 11.09
distancia de viaje ligera 13.39

Esto me pareció interesante

El fondo cósmico de microondas tiene un desplazamiento al rojo de z = 1089, que corresponde a una edad de aproximadamente 379,000 años después del Big Bang y una distancia de desplazamiento de más de 46 mil millones de años luz.

[76]

La primera luz aún por observar de las estrellas más antiguas de la Población III, no mucho después de que los átomos se formaron por primera vez y el CMB dejó de ser absorbido casi por completo, puede tener desplazamientos al rojo en el rango de 20 < z <100.

[77]

Otros eventos de alto desplazamiento al rojo predichos por la física pero actualmente no observables son el fondo cósmico de neutrinos de aproximadamente dos segundos después del Big Bang (y un desplazamiento al rojo superior a z > 1010)

[78]

y el fondo de la onda gravitacional cósmica emitido directamente por la inflación en un desplazamiento al rojo superior a z > 1025.

[79]

Permítanme tratar de aclarar la confusión con la ayuda del siguiente ejemplo, que se basa en mi comprensión de la astronomía. Como puede que no sea del todo correcto, invito a expertos en astronomía a señalar cualquier error.
Supongamos que transcurrieron 480 millones de años después del Big Bang. Además, supongamos dos objetos en el espacio en los puntos ‘A’ y ‘B’ con una distancia entre ellos de 100 millones de años luz. Digamos que el primer objeto emite luz que viaja hacia el segundo objeto. Sin embargo, debido a la expansión del espacio, la distancia entre el punto ‘A’ y el punto ‘B’ comienza a aumentar rápidamente y, como resultado, los dos objetos parecen estar alejándose uno del otro. Supongamos que la luz emitida por el primer objeto viaja 13.1 mil millones de años luz (distancia) en 13.1 mil millones de años y alcanza el segundo objeto que ahora está en el punto ‘D’.
Mientras tanto, el primer objeto se ha alejado del punto ‘A’ y ahora está en el punto ‘C’. Supongamos que la distancia entre el punto ‘C’ y ‘D’ sea de 40 mil millones de años luz.
Ahora, ¿cuál de las figuras (100 millones de años luz o 13.1 billones de años luz o 40 billones de años luz) se usará para indicar la distancia entre los dos objetos?
Los astrónomos generalmente usan la cifra 13.1 mil millones de años luz para indicar la distancia, aunque no es la distancia real entre los objetos sino la distancia recorrida por la luz.
La distancia de 40 mil millones de años luz se llama ‘Distancia ahora’.
Además, cabe señalar que
1. El valor de 13.1 billones de años se calcula con la ayuda de ‘Red Shift’.
2. El valor de 40 mil millones de años luz se calcula con la ayuda de la Ley de Hubble ‘
3. La luz emitida por el primer objeto, ahora en el punto ‘C’, nunca nos alcanzaría, ya que ese objeto ahora se aleja de nosotros a una velocidad mayor que la de la luz (debido a la expansión del espacio).
4. Para indicar el tamaño del universo observable, se utiliza el valor máximo calculado de ‘Distancia ahora’.
5. Cuanto mayor sea la distancia de una galaxia, más miramos al pasado. La luz de algunas de las galaxias que se formaron durante períodos anteriores después del Big Bang aún no nos han alcanzado, por lo tanto, no podemos observarlas. Estas galaxias pueden aparecer en el cielo de repente en el futuro.
6. La velocidad de la luz es la velocidad límite solo para objetos materiales. El espacio puede expandirse a más de la velocidad de la luz.

El universo se ha expandido mientras la luz viajaba, por lo que (i) los puntos desde los que comenzó la luz están más lejos ahora, y (ii) la luz se desplaza hacia el rojo.

Tenga en cuenta que la regla de que los objetos no pueden viajar más rápido que la luz de la relatividad especial se convierte en una regla local en la relatividad general. Nada puede pasar un objeto más rápido que c, pero la distancia entre dos objetos distantes puede aumentar más rápido que c.

La evidencia sugiere que, si bien la expansión del Big Bang comenzó hace ~ 13.7 mil millones de años, el espacio-tiempo mismo experimentó un período de rápida inflación. La inflación es la rápida expansión exponencial del universo temprano por un factor de ~ 10 ^ 78 en volumen desde ~ 10 ^ −36 segundos después del Big Bang a algún momento entre 10 ^ −33 y 10 ^ −32 segundos.

Las mediciones actuales estiman que nuestro universo tiene 150 mil millones de años luz de diámetro.

Como otros señalaron, la diferencia es que la expansión del espacio-tiempo en sí no se limita a “la velocidad de la luz”, ya que las partículas sin masa se mueven dentro de él.

Fuentes / Referencias:

http://www.universetoday.com/374
http://en.wikipedia.org/wiki/Inf

Si bien nada puede viajar más rápido que la velocidad teórica de la luz, no limita la velocidad con la que se expande la tela espacio-temporal. De hecho, el tejido del espacio-tiempo se expandió durante el período de inflación (justo después del Big Bang) … a un ritmo mucho más rápido que la velocidad de la luz.

Entonces, los fotones que viajaron hacia afuera desde una distancia de 13.1 billones de años luz de distancia acaban de llegar al telescopio espacial Hubble.

El lugar donde ESTABAN está a 13.3 mil millones de años luz de donde estamos AHORA, que es 13.3 mil millones de años después. Realmente no sabemos dónde está ese objeto ahora, aunque probablemente esté mucho más lejos ahora, unos 33 mil millones de años luz. Entonces volvemos a los fundamentos de su pregunta: ¿cómo puede este objeto estar a 33 mil millones de años luz de la Tierra (actualmente) si el Universo tiene 13.8 mil millones de años? Porque no comenzaron en el mismo lugar hace 13.300 millones de años.

No estoy seguro de entender tu pregunta, pero busqué y creo que te estás refiriendo a esta declaración de:

http://www.cbsnews.com/stories/2

“Oculto en una foto del Telescopio Espacial Hubble publicada a principios de este año hay una pequeña mancha de luz que los astrónomos europeos ahora calculan que es una galaxia de hace 13.1 mil millones de años. Esa es una época en que el universo era muy joven, apenas tenía 600 millones de años . Eso la convertiría en la galaxia más antigua y distante vista hasta ahora ”

Physorg nos dice que nuestra galaxia tiene solo 13 mil millones de años ( http://www.physorg.com/news854.html ), y probablemente nació lejos, muy, muy, muy lejos del origen del Big Bang.

Además de eso, tenga en cuenta que hemos estado acelerando lejos de la otra galaxia, lo que haría que la luz tardara aún más en llegar a nosotros.
¿Eso ayuda?

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