¿Cómo prueba la ciencia que el espacio se está expandiendo y no simplemente aumentando entre ‘cosas’?

La razón básica es que cada fuerza actúa en una escala de longitud típica única para cada fuerza, que es mucho, mucho menor que la escala de longitud típica de lo que sea que esté causando la expansión del espacio-tiempo. Por lo tanto, un sistema en equilibrio en sus escalas de longitud natural en un espacio-tiempo estático no se va a separar sustancialmente en ninguna escala de tiempo “sensible” por la expansión que trabaja en escalas tan grandes como observamos.

Una vez que miras hacia abajo lo suficientemente pequeño, también obtienes partículas indivisibles (hasta cierto sentido de “partícula”, de todos modos), que por su naturaleza como tal no pueden expandirse o encogerse. Entonces, a medida que el espacio se expande, la longitud de un metro no cambia, pero la cantidad de metros entre objetos muy distantes sí. Eventualmente, si estamos condenados a un escenario de “gran rasgadura”, la tasa de expansión aumentará hasta el punto de que los objetos de pequeña escala estarán sujetos a él, y eventualmente todo lo que sabemos, excepto las partículas individuales, se separará, a menos que la física del universo cambiar a otro régimen dinámico aún no descubierto y no insinuado.

Piensa en sentarte en la superficie de un globo. A medida que se explota, tus veinte o más amigos (o familiares, o gatos, si lo prefieres) que están sentados en sus propios espacios, parecen estar alejándose de ti. Algunos se mueven a diferentes velocidades, en direcciones ligeramente diferentes, pero esas direcciones están invariablemente lejos de usted .

Eso es lo que los astrónomos han notado, solo en 3-D, y es lo que los ha llevado a teorizar que el universo se está expandiendo. Como nota al margen, el espacio que aumenta entre las cosas es algo parecido a la expansión del universo. Me han dicho que es más complicado que eso, pero cuando se trata de tachuelas, es la misma idea básica. Aquí hay una foto divertida:

Ahora imagine que una variedad de amigos, familiares y / o felinos pueden tomarse de las manos mientras explota el globo. A medida que cada uno ejerce una fuerza sobre el otro (gravedad), pueden mantenerse unidos a pesar de su aceleración externa. Tenga en cuenta que no todos pueden tomarse de las manos. La distancia entre grupos de bichos (galaxias) crecerá a medida que el globo se expande.

Puedes imaginar un fenómeno similar con grupos más pequeños de cosas: átomos y similares. A medida que se unen, forman la gravedad, ganan estabilidad, las fuerzas que los mantienen unidos son mucho más altas que la suma total de la expansión externa. Piense en caminar con viento fuerte. Puedes hacerlo, aunque es más fácil caminar con él, especialmente si tus amigos van a tener una fiesta a pocas cuadras y quieres unirte a la diversión.

Una nota sobre su última pregunta, el hecho de que el observador se está expandiendo junto con todo lo demás no significa que no podrá ver la expansión. ¿Recuerdas el globo? Todo se está alejando de todo lo demás. Podemos ver eso, incluso si nos estamos moviendo junto con todo lo demás.

¡Espero que esto ayude!

¿Por qué es una mala palabra en ciencia? Los científicos dejan tales cosas para los filosóficamente inclinados.

Los objetos parecen estar más separados sin que los objetos aumenten de tamaño. Esto se basa en observaciones (evidencia). El espacio es lo que separa las “cosas” (objetos). Cuando las cosas están más separadas, hay más espacio. Se esta expandiendo.

La expansión del espacio está ocurriendo a gran escala. No es necesariamente obvio en pequeños parches del universo.

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