En primer lugar, incluso las primeras galaxias más distantes aún están muy lejos del borde del universo observable. La mejor manera de obtener mediciones cerca del borde del universo observable es mirar el fondo cósmico de microondas (CMB). Si tuviéramos telescopios de neutrinos, podríamos ver un poco más allá de eso, pero el CMB ya está bastante cerca del límite, así que sigamos con eso.
En un universo en rápida expansión, la definición misma de velocidad se convierte en un concepto no trivial. Sin embargo, podemos medir fácilmente la velocidad efectiva de un objeto utilizando su desplazamiento al rojo observado. En un desplazamiento al rojo de [matemáticas] z [/ matemáticas], todas las longitudes de onda se alargan por un factor de [matemáticas] (1 + z) [/ matemáticas], a partir de las cuales se ha medido el desplazamiento al rojo de CMB alrededor de [matemáticas] z \ aprox. 1100 [/ matemáticas]. Debido a que este es un desplazamiento al rojo muy grande, debemos usar la fórmula del efecto Doppler relativista completo para calcular la velocidad efectiva ([matemática] v [/ matemática]). Suponiendo un espacio-tiempo plano, tenemos:
[matemáticas] z = \ sqrt {\ frac {1 + v / c} {1-v / c}} [/ matemáticas],
- Las tres primeras dimensiones tienen límites. ¿Consideraría el tiempo una dimensión y consideraría el tiempo como ilimitado?
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y resolviendo para [math] v [/ math], obtenemos:
[matemáticas] v = c \ veces \ izquierda (1 – \ frac {2} {z ^ 2 + 2z + 2} \ derecha) [/ matemáticas]
Finalmente, conectando el valor del desplazamiento al rojo de CMB, obtenemos [matemática] v \ aproximadamente 0.999998 [/ matemática] [matemática] c [/ matemática]
Se puede decir que esta velocidad efectiva de CMB es la velocidad en el borde del universo visible . Ahora, como mencioné al principio, el borde del universo observable está un poco más lejos y, por lo tanto, un poco más rápido, pero no mucho. Para ilustrar esto, veamos la distancia entre ellos.
Según los modelos cosmológicos actuales, la distancia comoving ( distancia adecuada actual) al CMB, que representa el radio del universo visible , es de aproximadamente 14.0 billones de parsecs (aproximadamente 45.7 billones de años luz), mientras que la distancia comoving al borde del observable El universo es de aproximadamente 14.3 mil millones de parsecs (aproximadamente 46.6 mil millones de años luz), o aproximadamente un 2% más grande. Por lo tanto, el radio del universo observable se estima en unos 46.500 millones de años luz.
Imagen: una concepción logarítmica a escala artística del universo observable , con el Sistema Solar en el centro, los planetas interior y exterior, el cinturón de Kuiper, la nube de Oort, Alpha Centauri, el brazo de Perseo, la galaxia de la Vía Láctea, la galaxia de Andrómeda, las galaxias cercanas, la Web Cósmica, Radiación cósmica de microondas y plasma invisible del Big Bang en el borde. [Crédito: Pablo Carlos Budassi]
