Si el universo visible se expande, ¿vemos nuevas regiones del espacio con cada momento que pasa? ¿Solo esperando que nos llegue nueva luz?
Sí , veremos galaxias de regiones fuera de nuestro universo visible actual si solo esperamos. Pero usó la palabra expandir de manera ambigua, lo que condujo a diferentes respuestas a su pregunta.
El universo visible que ahora tiene un radio de 46 mil millones de años luz se expande con el resto del universo. Ese hecho tiene un impacto secundario en su pregunta como explico en el último párrafo.
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El universo visible también se hace más grande a medida que pasa el tiempo, lo que significa que la luz proviene más allá del borde actual del universo visible. El CMB que veremos mañana se origina justo después de ese límite.
Podemos ver cosas que están cerca de ese borde. Encontramos una galaxia con un desplazamiento al rojo de 8,68, por lo que la luz viajó 13,2 mil millones de años luz hacia nosotros. Por supuesto, también está a más de 13,2 mil millones de años luz de distancia de nosotros, debido a la expansión del universo.
A veces escuchamos que debido a la expansión, otras galaxias se moverán fuera de nuestra vista, por lo que solo veremos nuestra propia galaxia, eso es INCORRECTO . Su luz se volverá más roja y menos brillante, por lo que parecen desvanecerse. Los fotones que comienzan a volar hacia nosotros en el momento en que estas galaxias comienzan a alejarse a la velocidad de la luz, nos alcanzarán en t = infinito. Por lo tanto, nunca veremos ninguna luz de estas estrellas que se emitió más tarde, pero siempre habrá fotones de antes que nos lleguen en cualquier momento en el futuro (ver la lógica en el siguiente párrafo)
Debido a la expansión del universo, el área máxima del espacio que podremos ver es el horizonte de eventos cosmológicos en el momento de la última dispersión. Los fotones que comenzaron a volar hacia nosotros desde ese borde nunca nos alcanzarán, porque el espacio del que se originaron ya se estaba alejando de nosotros a la velocidad de la luz en el momento de la última dispersión (cuando los fotones podían volar en línea recta, sin dispersarse). Si toma un punto arbitrariamente cerca de ese borde, su luz nos alcanzará arbitrariamente lejos en el futuro. Entonces, hay un límite para el nuevo espacio que podremos observar y solo alcanzaremos ese límite en t = infinito. Esto significa que hay estrellas que nunca podremos alcanzar con fotones, pero aún así veremos su luz para siempre porque fue enviada antes.