Si miramos hacia atrás en el tiempo cuando vemos las galaxias más distantes, ¿cómo podemos predecir su distancia y velocidad?

Podemos observar galaxias a bastante distancia de nosotros. Algunos están bastante cerca y otros a una distancia considerable de nosotros. Cuanto más lejos están, más lejos ha viajado la luz para alcanzarnos. No estamos mirando hacia atrás en el tiempo, esa es una interpretación de la afirmación “Estamos viendo esas galaxias tal como aparecieron en el pasado”, que no es lo mismo.

Si vemos una galaxia como la Andrómeda, que está a 2,54 millones de años luz de distancia, la vemos como hace 2,54 millones de años luz. La luz que nos llega se mueve tan rápido como la luz que nos llega desde Alpha Centauri, que está a solo 4,5 años luz de distancia. La galaxia de Andrómeda se nos acerca, ya que no hay nada cerca para cambiar su curso. Sabemos que está más cerca porque solo lo vemos como apareció hace 2,54 millones de años, pero todavía se nos acerca en “tiempo real”. Está más cerca de nosotros de lo que parece estar. Esto se entiende bien.

En el espacio, las cosas siguen moviéndose en línea recta a menos que una fuerza cercana actúe sobre ellas. Eso es para siempre No importa cuánto esperemos, algunas galaxias seguirán yendo en la misma dirección hasta el final de los tiempos. Si una galaxia es parte de un grupo de galaxias cercano, ese grupo completo tiene un centro de masa y el centro de masa de ese grupo seguirá una línea recta a través del espacio, con el grupo de galaxias individuales en órbita alrededor de ese centro de masa.

Determinamos la distancia al objeto más distante creando un modelo. El modelo actualmente aceptado es la teoría del Big Bang o la teoría de la expansión del universo. Debido a la forma en que se cree que el espacio se está expandiendo, sostiene que cuanto más lejos está de nosotros, más rápido debe alejarse de nosotros.

Podemos determinar qué tan rápido se aleja algo o qué tan rápido se acerca, simplemente estudiando el cambio rojo del espectro de luz que podemos ver ahora. Las estrellas y galaxias a cualquier distancia mostrarán un cambio en sus respectivos espectros de luz constituyentes, ya sea hacia el extremo rojo del espectro electromagnético o hacia el extremo azul del espectro electromagnético. Los cambios más grandes en cualquier dirección indican las velocidades más grandes hacia nosotros o lejos de nosotros. Esos objetos con los cambios rojos más grandes están retrocediendo más rápido y, según el modelo, son los más alejados de nosotros.

Ver también:

Preguntas sobre la relación de tiempo y distancia:

  • Cuando miramos estrellas distantes, ¿miramos realmente el pasado? ¿Y cómo se puede calcular en términos de tiempo / distancia?
  • ¿Por qué las galaxias lejanas retroceden de nosotros más rápido que las galaxias más cercanas?
  • Hubble observó que las galaxias están retrocediendo, y que las galaxias distantes están retrocediendo más rápido. ¿Cuál es la relación matemática entre la distancia de una galaxia y su velocidad?

Preguntas de la Ley de Hubble y el borde del Universo:

  • Si tomamos otra fotografía de campo profundo con el telescopio James Webb, ¿veremos galaxias más distantes o no habrá nada que ver porque hemos mirado tan atrás en el tiempo?
  • ¿Qué tan lejos está la galaxia más distante que hemos visto y qué tan cerca está de la distancia máxima que en teoría podríamos ver?

Preguntas sobre la teoría del cambio rojo:

  • ¿Cómo te imaginas que las líneas de absorción se desplazan hacia el azul o hacia el rojo?
  • En astronomía, ¿cómo se puede distinguir un cambio rojo de un cambio azul?
  • ¿Cuál fue el método exacto por el cual Hubble descubrió el desplazamiento al rojo de las galaxias distantes?
  • ¿Cómo calculan los científicos la distancia desde la Tierra a una estrella o galaxia en el espacio? (Este incluye métodos de paralaje y de corta distancia, así como la teoría del cambio de color rojo)

Preguntas sobre el tiempo y la edad del universo:

  • ¿Las galaxias más distantes de nosotros son también las más antiguas? ¿Cuáles son las galaxias más antiguas?
  • ¿Cuán grande es el universo? ¿Qué hay más allá del orden de los planetas, el sistema solar, la galaxia y el supercúmulo? (46 respuestas!)
  • ¿Cuántos años tiene el universo? (20 respuestas)

Preguntas que necesitan trabajo, o indican un malentendido de la teoría (a menudo abordado en las respuestas):

  • ¿Por qué la ley de Hubble sugiere que nuestro universo se está expandiendo en lugar de que las galaxias estén retrocediendo? ¿Cómo podríamos distinguir entre la expansión cósmica y la recesión de las galaxias mediante el diagrama de Hubble?
  • Los físicos dicen que estamos viendo casi hasta el comienzo de los tiempos cuando vemos las galaxias más distantes. ¿Significa esto que al principio de los tiempos estas galaxias ya estaban a unos 13.000 años luz de distancia?
  • ¿Cómo calculamos la velocidad de estrellas / galaxias distantes usando el efecto Doppler?

Preguntas realmente curiosas, con muchas respuestas (una pregunta para descartarlas todas):

  • ¿Cómo miden los científicos el tamaño, la masa, la edad, las dimensiones y la distancia entre varias galaxias?

Cuando miramos las galaxias más distantes, NO SABEMOS NADA sobre ellas.

Tal vez algunos extraterrestres puedan saber algo, o incluso mucho, sobre ellos, pero esta pregunta no se trata de cuánto saben los EXTRANJEROS sobre ellos. Esta pregunta es acerca de cuánto NOSOTROS sabemos sobre ellos. NOSOTROS no es lo mismo que los EXTRANJEROS, porque NOSOTROS no somos extraterrestres.

NOSOTROS – la gente del planeta llamada “Tierra” no sabe NADA sobre las galaxias más distantes.

Incluso si algunos de nosotros recibiéramos algo, o mucho, conocimiento sobre ellos por parte de algunos extraterrestres, todavía no se dice que NOSOTROS sepamos algo sobre ellos. Si la Reina de Gran Bretaña sabe algo, no significa que NOSOTROS compartamos ese mismo conocimiento. Si la CIA sabe algo, no es lo mismo que “NOSOTROS lo sabemos”.

Es fácil de entender, ¿no?

Ahora, sería algo muy diferente si la pregunta fuera como “Cuando miramos las montañas más distantes (pero aún visibles), ¿cómo podemos saber algo acerca de ellas?”, Porque en ese caso NOSOTROS podríamos saber algunas cosas sobre ellos (por ejemplo, que deben estar muy altos, ya que siempre están cubiertos de nieve), o podríamos especular sobre la distancia entre nosotros y esas montañas, teniendo en cuenta algunos factores.

Pero cuando observamos las galaxias más distantes, NOSOTROS ni siquiera podemos determinar si son estrellas o galaxias, ya que a nuestros ojos ni siquiera podemos distinguir entre un satélite, un planeta, una estrella o una galaxia. Nuestros telescopios pueden darnos una mejor imagen de ellos, pero esa imagen no dice nada excepto una cierta forma de los cuerpos observados. Su color que se supone que debe dar alguna información sobre ellos no es necesariamente un indicador estable de nada, porque el color cambia con la distancia debido a muchas razones. Entonces, si ves el Planeta Neptun, ves su intenso color azul y lo que parecen ser masas de nubes a lo largo de su Ecuador, por lo que puedes asumir que la superficie del Planeta está básicamente cubierta de agua y que hay al menos algo de Atmósfera allí. Ahora, ¿CÓMO puede estar seguro de que NO es cierto y que sus ojos o su telescopio transmiten una imagen falsa a su cerebro? Y luego, si lo hacen, ¿de qué sirve entonces observar las cosas a través de un telescopio? Y ahora mire, si no puede estar seguro acerca de un Planeta que está “a un paso” de usted, ¿cómo puede ver las estrellas o los planetas que están LEJOS AÑOS de distancia? ¿Por medio de telescopios más grandes? Bueno, entonces, si esos telescopios más grandes pueden mostrarle en qué consiste la superficie de un planeta, aunque está a miles de años luz de distancia, ¿por qué no enfoca ESOS telescopios en Neptun Y LUEGO DESCUBRE CADA PIEDRA EN ELLA? Pero no puedes. No puedes porque está todo inventado.

A la mayoría de la gente le gusta mentir y que le mientan. Es por eso que la mayoría de la gente acepta fácilmente todas esas “HISTORIAS científicas” sobre los cuerpos celestes.

Si conocemos la distancia, tenemos una buena idea de la velocidad y viceversa, ya que estos están relacionados linealmente en su mayor parte.

La velocidad tiene dos componentes, uno se debe a la expansión de Hubble del universo como un todo y otro, la velocidad ‘peculiar’ , se debe a las influencias gravitacionales en el vecindario de la galaxia. Por lo general, este último es del orden de unos pocos cientos, o quizás mil, kilómetros por segundo.

La velocidad peculiar puede tener cualquier orientación, pero la velocidad de recesión del flujo de Hubble se aleja de nosotros.

Normalmente medimos la distancia a través de los desplazamientos al rojo , pero también podemos usar velas estándar especiales como las supernovas de Tipo 1a, como se señaló en una respuesta anterior.

La velocidad de recesión está relacionada con la distancia como

V = H * d,

para un universo isotrópico en expansión homogéneo como el nuestro. Se sabe que el valor de H en varios porcentajes es de 70 kilómetros por segundo por Megaparsec.

Entonces, si la velocidad medida por el desplazamiento al rojo es de 7000 kilómetros por segundo, la distancia del Hubble es de 100 megaparsecs o 326 millones de años luz (1 parsec = 3.26 años luz).

Para pequeños desplazamientos al rojo v = c * z , por ejemplo, un desplazamiento al rojo de 0.1 se traduce a una velocidad de 30,000 km / seg. ( Tarea: ¿cuál es la distancia en este caso? )

Para desplazamientos al rojo más grandes, la aproximación lineal falla y se requiere una fórmula detallada que dependa de los detalles cosmológicos. Y la fórmula relativista especial es incorrecta.

Para nuestra cosmología, las galaxias con desplazamientos al rojo superiores a 1,5 retroceden más rápido que la velocidad de la luz. Esto es completamente consistente con la relatividad general que no restringe la tasa de recesión entre dos puntos en un espacio-tiempo en expansión.

Cuando estamos mirando un objeto, lo estamos observando cuando emite la luz. Entonces, dado que la luz tarda aproximadamente 8 minutos en llegar desde el Sol a la Tierra, en realidad estamos observando al Sol como 8 minutos antes.

Ahora mirando las galaxias, tenemos ciertas velas estándar en el espacio que pueden guiarnos y darnos la información sobre la distancia a la galaxia de la que forman parte. No entraré en los detalles matemáticos. Las supernovas tipo 1a (SNe 1a) son una de esas velas estándar. La supernova tipo 1a es la explosión de las capas de la estrella moribunda cuando la gravedad supera la presión de degeneración de electrones dentro del núcleo. Ahora, SNe 1a tiene la misma magnitud absoluta (aproximadamente) máxima y esto es lo que los convierte en una vela estándar. Cuando observamos la curva de luz de una supernova, conocemos la magnitud aparente máxima. Más lejos está una supernova de nosotros, mayor es la magnitud aparente. Pero la magnitud absoluta es más o menos igual. Entonces, a partir de esto, podemos determinar la distancia a las supernovas. Ahora, para determinar la velocidad, tenemos que hacer uso de la primera ecuación de Friedmann que para distancias cercanas nos da la ley aproximada de Hubble que establece que más lejos está una galaxia de nosotros, más rápido se aleja de nosotros. Entonces obtenemos una estimación de la velocidad de la galaxia.

Ahora, esta es una explicación muy simple y no es tan sencillo hacer estas cosas como se indica aquí. Pero esta es la física básica detrás de esto.

Gracias por la solicitud AFT,

El HST Key Project dedicó un tiempo y esfuerzos considerables para abordar los problemas que destaca la pregunta. Sugiero mirar esto para alguna explicación: La constante de Hubble

Y cuando comprenda esos datos, se dará cuenta de que representa a la galaxia observadora / tierra / Vía Láctea como el centro del universo: vea esto para comprender que no somos el centro: ¿cómo saben los astrónomos que nuestra galaxia no es el centro del universo?

Para comprender mejor el tema de las ‘galaxias distantes’, su distancia y velocidad, revise mis documentos ToE en mi blog / publicación de Quora en este sitio. Explican mucho sobre lo que preguntas.

Cuando hace la pregunta, busca las respuestas, cuando clasifica las respuestas, encontrará un ToE que explica lógicamente todo = universo.

Buena pregunta, sigue buscando la verdad.

douG