¿Por qué solo ahora estamos viendo luz desde el borde del universo?

La luz solo nos alcanza ahora porque el universo se está expandiendo. Cada punto del universo está volando lejos de cualquier otro punto, y cuanto más lejos esté el punto, más rápida será la expansión.

Estamos volando lejos de ellos tan rápido como ellos están volando lejos de nosotros. No son el borde del universo, como tampoco nosotros. Si estuvieras en planetas allí, solo ahora verías la luz del parche del espacio que ahora es la Tierra. También se vería muy primitivo, porque verías la luz emitida desde aquí hace 13.700 millones de años.

Esa luz pasó 13.700 millones de años tratando de alcanzar un objetivo cada vez más alejado. Las partes más lejanas * del universo se alejan de nosotros a más del 99% de la velocidad de la luz, por lo que a pesar de que comenzamos muy juntas, la luz tardó mucho en alcanzar.

Sabemos que esa parte del universo se aleja rápidamente de nosotros al mirar la luz misma. Esperamos que ciertas frecuencias de luz provengan de una química muy común, como el desplazamiento de un electrón dentro de un átomo de hidrógeno. Pero cuando algo se aleja de ti, las frecuencias se desplazan hacia abajo, lo que se denomina cambio Doppler. (Es similar al efecto en el sonido que hace que una ambulancia suene con un tono agudo cuando se acerca hacia usted y baja a medida que pasa). Eso hace que la luz sea “más roja” (longitud de onda más larga) de lo que debería ser, y los objetos más lejanos. vemos que son MUY rojos.

Usando esa velocidad, podemos estimar qué tan lejos están, y eso es lo que nos da 13.7 mil millones de años para la edad de los objetos más lejanos. Así es como hace tiempo que la luz debe haber dejado el objeto y haber cruzado 13.7 mil millones de años luz para llegar a nosotros. No fueron 13.7 mil millones de años luz al comienzo, pero con nosotros alejándonos de él, se hizo tan largo en tránsito.

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* Aunque algunas partes del universo están más lejos de nosotros que otras, no hay ninguna parte que sea más central. Es como la tierra: Nueva York no es más el centro del mundo que Beijing, o viceversa, pero ambos están más lejos el uno del otro que de las ciudades cercanas. El universo no es necesariamente una (tres) esfera, pero es el objeto más fácil de visualizar que es finito pero ilimitado. Hay distancia, pero no hay borde ni centro.

Creemos que en el instante posterior al Big Bang, toda la materia y la energía estaban en un volumen lo suficientemente pequeño como para que se “conectara causalmente”. Una implicación física importante es que el Universo llegó a estar a la misma temperatura. La casi uniformidad de la radiación cósmica de fondo de microondas apoya esta teoría.

Por supuesto, el hecho de que ahora estamos recibiendo luz de objetos muy distantes implica que durante mucho tiempo no estuvimos conectados causalmente. Obviamente, algo sucedió entre el comienzo del Universo y en este momento que sacó dos regiones del espacio que una vez estuvieron fuera de la vista del otro.

La explicación predominante es la teoría de la inflación cósmica, que sugiere que el Universo se expandió superluminalmente por un factor de al menos 10 ^ 78 en volumen en los primeros instantes después del Big Bang. El espacio se expandió tan rápidamente que los objetos anteriormente causalmente conectados se separaron entre sí, y solo ahora la luz de los objetos más distantes tuvo tiempo suficiente para compensar la diferencia debido a esta expansión.

El borde del Universo al que te refieres es el límite del Universo observable. Cosmologest no conoce el tamaño real de todo el universo físico. Debido a la inflación, el Universo podría ser mucho más grande de lo que está involucrado. El Universo podría literalmente tener una extensión infinita, aunque esto plantea el problema de las limitadas posibilidades combinatorias en las que se puede organizar la materia. Entonces, incluso un universo infinito podría ser algo periódico. O el Universo podría estar cerrado, pero estar conectado topológicamente de diferentes maneras. Por lo tanto, no sabemos si el Universo tiene una ventaja en este momento.