¿Por qué estamos tan seguros de que el cambio rojo de las galaxias se debe a la expansión del universo?

¿Por qué estamos tan seguros de que el cambio rojo de las galaxias se debe a la expansión del universo?

Los cambios rojos observados se ajustan perfectamente a la solución métrica de Friedmann – Lemaître – Robertson – Walker a la Teoría general de la relatividad, una de las teorías mejor probadas en la ciencia moderna.

Siéntase libre de encontrar una solución alternativa igualmente simple que coincida con las observaciones y estará en camino a un Premio Nobel. Sin embargo, su primer intento en los detalles de la pregunta no es un buen comienzo, ya que ni siquiera explicaría la relación a distancia en los cambios rojos que primero llevaron a Georges Lemaître (y luego a Edwin Hubble) a la noción de un universo en expansión de menos de un siglo. hace.

En pocas palabras, la evidencia de la expansión métrica del universo está más allá de toda duda razonable. Tantas líneas independientes de razonamiento son consistentes con él (incluida la existencia y la naturaleza del Fondo Cósmico de Microondas), que para ser derrocado requeriría una teoría muy poderosa y profunda.

Es por eso que podemos estar seguros de que cualquiera que sugiera algo más es una broma: no porque sea imposible, sino porque una nueva teoría sin expansión métrica tendría muchas explicaciones que hacer. En lugar de sugerir viajes más rápidos que la luz, es posible, solo sugeridos seriamente por los maniáticos, ya que los científicos serios comprenden las enormes implicaciones generalizadas de tal hipótesis.

Debido a que las experiencias con la luz roja de cambio hacen que escapar bien de la gravedad de su origen es muy menor. También tiende a equilibrarse con su desplazamiento azul a medida que cae en el pozo gravitacional de nuestra galaxia.

Para que la gravedad sea responsable, las galaxias tendrían que aumentar en masa proporcionalmente a la distancia desde Milkway. Esto significa que nuestra galaxia tendría que estar en una posición especial dentro del universo y en una condición especial, es decir, que es menos masiva que la mayoría de las otras galaxias. Entonces tendrías que explicar por qué esto es así.

La teoría actual dice que el universo es bastante uniforme. Que ningún lugar es muy diferente a otro. Que la física es la misma independientemente de la ubicación. Esto se llama Uniformitarianismo . Es la respuesta más simple dadas las observaciones y todo lo demás igual a la respuesta más simple es normalmente la respuesta correcta.

Eso está muy cerca. La naturaleza del fenómeno de desplazamiento al rojo cosmológico se vuelve clara cuando se considera que la luz que escapa omnidireccionalmente de las galaxias comprende frentes de ondas esféricas en expansión sucesivas. Cuando una esfera en expansión tiene un radio @ el radio de la galaxia, puede calcular un desplazamiento al rojo gravitacional utilizando la densidad de masa de la galaxia; será relativamente pequeño.

Si vuelve a hacer el cálculo cuando el radio del frente de onda esférico en expansión es, por ejemplo, 2 mil millones de años luz y usa la densidad de masa de la esfera cerrada (aproximadamente la densidad de masa estimada del cosmos) obtendrá un desplazamiento al rojo significativo que es correlacionado con la distancia.

Hay supernovas que pueden usarse como “velas estándar” que permiten calcular las distancias a las galaxias que las contienen mediante la ley del cuadrado inverso.

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