Hay dos problemas en juego aquí.
Consideremos primero un universo no expansivo. Solo imagine una esfera tridimensional, con nuestra tierra en el medio. La esfera representa el volumen del espacio del que una vez recibimos luz. Fuera de esta esfera, hay (presumiblemente) estrellas, y enviarán su luz hacia nosotros. Como no hay expansión, esta luz nos llegará en algún momento. Efectivamente, esto significa que la esfera está creciendo.
Ahora veamos qué hace la expansión. Debido a la expansión, los caminos que la luz debe recorrer para alcanzar un objeto serán más grandes de lo que serían sin expansión: mientras la luz viaja, el espacio frente a ella crece, por lo que el camino real será más largo.
- ¿Qué es la temperatura, que podría decirse que hay una durante la Época de Planck, antes de que haya partículas elementales?
- Si pudiéramos ver más en el tiempo que el Big Bang, ¿qué habrá detrás de eso?
- ¿Qué sucede si todo el universo se vuelve uniforme en temperatura?
- Dado que el espacio es principalmente vacío, ¿por qué no todos importan, en nuestro caso planetas, estrellas, etc., se dispersan igualmente alrededor del universo?
- ¿La existencia del fondo cosmológico de microondas prueba que un fotón nunca puede llegar al borde del espacio?
Es totalmente posible que el crecimiento del espacio frente a la partícula de luz crezca más de lo que la luz ha viajado (en el mismo intervalo de tiempo), esto significa que este fotón en particular nunca puede alcanzarnos: la distancia frente a él crecerá .
Este efecto particular (no sé si tiene un nombre específico) depende de 3 cosas importantes: la velocidad de expansión del universo, la velocidad de la luz, la distancia real de la que estamos hablando.
La velocidad de la luz y la tasa de expansión son (presumiblemente) constantes. Con ellos, podemos calcular esta distancia. Así que imagina de nuevo una esfera con la tierra como centro. El radio de la esfera ahora refleja la distancia que se necesita para el efecto anterior.
Ahora se trata de cómo se relacionan las dos esferas. Si bien no tengo los números reales, creo que la primera esfera (de nuestro universo visible) se encuentra bien dentro de la segunda esfera (más allá de la cual nunca podemos ver).
Para ponerlo todo junto: imagina un espacio lleno de estrellas y dos esferas, ambas con la tierra en el centro.
Dentro de la primera esfera, tenemos todo lo que hemos visto.
Entre la primera y la segunda esfera, hay mucho material que eventualmente podemos ver (recuerde, la primera esfera está creciendo, la segunda no)
Más allá de la segunda esfera hay mucha materia que nunca veremos.
A medida que pasa el tiempo, la primera esfera comenzará a crecer, y en algún momento se fusionará con la segunda esfera y se detendrá allí. Todo lo demás seguirá expandiéndose, y así alcanzará la esfera ahora única y pasará más allá de ella.
Entonces, esencialmente, durante unos 2 mil millones de años más (creo que este era el número correcto, pero podría estar muy alejado), veremos aparecer galaxias. Después de eso, las galaxias lentamente comenzarán a moverse más allá de nuestro horizonte (técnicamente, seguiremos viéndolas, de hecho, siempre veremos una galaxia desplazada al rojo allí, incluso mucho después de que cada estrella muera, porque la luz total se esparcirá sobre un cantidad de tiempo infinita y, por lo tanto, el desplazamiento al rojo será tan grande que ya no podremos detectar la luz, pero todo esto es bastante complicado de explicar sin las matemáticas). Eventualmente, todas las galaxias estarán más allá de nuestra vista, y solo podremos ver las estrellas en nuestra propia galaxia (o en la que vivimos entonces, de todos modos).
Si esperaras aún más, todas las demás estrellas también desaparecerían: dejando nuestro (entonces) actual sistema solar como lo único visible. Otras estrellas y galaxias serían cuentos de un libro viejo. Cuentos sobre objetos que, por su propia definición, no se pueden medir ni presenciar de ninguna manera. Y dado que la única evidencia sería cuentos e imágenes de libros antiguos, cualquier científico que valga la pena tendrá que descartar estas afirmaciones sobre objetos extrasolares debido a la falta de evidencia. Un sombrío futuro de hecho.
