Distancias, edad y fisica.

[bolicho]

Ante todo, perdonad mi ignorancia, y en lo que voy a exponer, si estoy equivocado, espero que me corrijais, pero hay alguna cosa que no me cuadra. Me explico.

Tomemos como hipótesis inicial que el universo actual tiene unos 14000 millones de años. Tomemos también como hipótesis que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. Tomemos como hipótesis, además, que el universo se creó a partir de un solo punto (o de munto muy, pero que muy grande). Y tomemos como hipótesis final que el universo se expande hacia todas partes.

Si una galaxia está a 12000 millones de años luz de nosotros (que acabo de leer en el foro que se han encontrado varias), en sentido contrario a esa galaxia no deberia haber nada mas allá de unos 2000 millones de años luz, ¿verdad?, ya que si no la distancia relativa entre esas dos galaxias seria de mas de 14000 millones de años luz.

Pues ese punto inicial del universo o tenía miles de millones de años luz de tamaño, o en algun momento la materia (las galaxias y otros materiales cósmicos) se ha movido por el universo a la velocidad de la luz (o superior), o el universo tiene mucho más de 14000 millones de años, ya que, si algún objeto está a 12000 millones de años luz de nosotros y hemos viajado en sentidos opuestos (para suponer que nos hemos alejado lo más rápido posible de ese objeto), la velocidad relativa entre ambos debe ser muy cercana a la velocidad de la luz, cosa, de momento imposible, para poder alejarnos 12000 millones de años luz en 14000 millones de años.

Bueno no sé si me he sabido explicar correctamente. Pero si alguién entiende lo que quiero decir y tiene argumentos para explicarme y resolverme esta paradoja mental que tengo, en palabras y lenguaje que podamos entender los ignorantes como yo, estaré encantadísimo de escucharle/leerlo.

Saludos y buenas noches.

[alshain]

En cosmología existen diferentes definiciones de distancia. Una de ellas es la distancia recorrida por la luz, que es siempre N años-luz en N años. Otra de ellas es la distancia propia. Esta es la distancia que medirías si pusieses un metro entre una galaxia y la nuestra e instantáneamente hoy hubiese alguien que hiciese en la otra galaxia una marca en el metro que luego pudieses tú leer. Esta última definición es la definición basada en el procedimiento usual para medir distancias.

Ahora, imagina que existe una galaxia que hace 10,000 millones de años emite luz hacia nosotros que recibimos hoy. La distancia recorrida por la luz es de 10,000 millones de años-luz ya que, como hemos mencionado, un fotón recorre 1 año-luz en un año. No obstante, mientras ese fotón ha recorrido los 10,000 millones de años-luz, el espacio entre la galaxia y nosotros ha expandido. Esto significa que al final de los 10,000 millones de años la distancia será mayor de 10,000 millones de años-luz. En concreto, para el modelo cosmológico vigente, serán unos 17,000millones de años-luz como puedes comprobar en mi calculadora cosmológica insertando desplazamiento al rojo 2. Esto lo puedes imaginar pensando en la analogía de una cinta transportadora. Si tu te mueves diez pasos sobre ella, la distancia final desde su inicio hasta tu posición será seguramente mayor a diez pasos o diez metros ya que la cinta te ha transportado.

Un fotón emitido en t = 0, hace unos 13,700 millones de años, habrá recorrido a su vez 13,700 millones de años-luz, pero su distancia hoy es de unos 46,500 millones de años-luz. Este valor lo lees en mi calculadora cosmológica en "radio del universo observable ahora".

Con ello vayamos con tu pregunta concreta. La mayor distancia desde la cual nos puede llegar un rayo de luz (teóricamente y no limitados por alguna tecnología) es lo que se denomina universo observable. El tamaño del universo observable no es necesariamente igual al tamaño del universo. El tamaño del universo observable lo conocemos bien y es el valor mencionado antes asumiendo que el modelo cosmológico estándar es correcto. El tamaño del universo puede ser mayor o puede ser también menor. Ten en cuenta esos 46,500 millones de años-luz no sólo nos dicen algo sobre la expansión del universo, sino también sobre un fotón que viaja ayudado por ella.

Ahora, el problema con esto es que para hablar sobre tamaños, distancias, etc. no se puede considerar que en t = 0 el universo era puntual. Estríctamente no se puede considerar t = 0, sino que se debe considerar un instante posterior. La razón es que t = 0 es una singularidad en la que todas las distancias son cero y hay un paso que puede ser discontinuo a un instante posterior t > 0, en el que las distancias pueden tener ya cualquier valor.

Por tanto, cuando se habla de t = 0, se considera un valor muy cercano, pero no t exáctamente igual a cero. Es más, se suele considerar un tiempo posterior al periodo inflacionario. Este es un periodo postulado de expansión exponencialmente acelerada, que estira el universo hasta unos límites desconocidos pero en cualquier caso mayores que el universo observable. Es decir, en el inicio de la expansión el universo pudo tener cualquier tamaño, incluso ya infinito. En definitiva, el tamaño del universo, tanto inicial, como ahora, nos es completamente desconocido y no podemos inferir nada sobre él en base a su comportamiento expansivo. Lo único que podemos hacer es poner límites inferiores a su tamaño en base a observaciones. Pero, si la hipótesis de periodo inflacionario es correcta, el universo es en cualquier caso mayor que el universo observable.

Por tanto, ¿qué hay más allá de una galaxia a 12,000 millones de años-luz (se supone que las noticias de prensa hacen uso de la distancia recorrida por la luz y no de la distancia propia)? o ¿qué hay más allá de un punto en el límite del universo observable a 13,700 millones de años-luz? No lo sabemos y depende del tamaño inicial del universo así como de su comportamiento expansivo posterior.

Espero que me haya explicado medianamente y te haya aclarado algo. Si no, a preguntar.

Un saludo.

[acafar]

Una explicación de lujo alshain. No sé a boliche, pero a mí por lo menos me ha quedado clarísimo.

Saludos

[bolicho]

Gracias alshain,

Me parece haberlo entendido. Mi error era suponer que en el "principio", o sea t + δt con t -> 0, el universo era casi puntual, y por lo que nos explicas, el universo podia tener en ese momento cualquier tamaño, incluso infinito.
Resumiendo, cuando nació el universo lo hizo en todas partes a la vez.

Que un fotón de una lejana galaxia haya tardado 12000 millones de años en llegar no significa que nos hallamos separado 12000 millones de años luz de esa galaxia en los 14000 millones de años que se supone tiene el universo. Probablemente, en el princippio de todo, esa galaxia ya estaba allí y nosotros ya estábamos aquí.

¿ Es correcto lo que digo ?

Saludos.

[Guest]

Creo bolicho, que estás exagerando la interpretación de lo que ha expuesto alshain. Prueba de entrar en su blog, que completa la explicación con su calculadora cosmológica.
Saludos del Abuelo.

[alshain]

Me parece haberlo entendido. Mi error era suponer que en el "principio", o sea t + δt con t -> 0, el universo era casi puntual, y por lo que nos explicas, el universo podia tener en ese momento cualquier tamaño, incluso infinito.
Resumiendo, cuando nació el universo lo hizo en todas partes a la vez.

Correcto.

Que un fotón de una lejana galaxia haya tardado 12000 millones de años en llegar no significa que nos hallamos separado 12000 millones de años luz de esa galaxia en los 14000 millones de años que se supone tiene el universo. Probablemente, en el princippio de todo, esa galaxia ya estaba allí y nosotros ya estábamos aquí.

La galaxia que mencionas, de la cual la luz ha tardado 12,000 millones de años en llegar a nosotros, se encuentra en un desplazamiento al rojo z ~ 4. Su distancia propia es (véase la calculadora cosmológica) de unos 24,000 millones de años-luz. La calculadora también proporciona el valor de la distancia propia cuando la luz fue emitida, que resulta ser de unos 4,700 millones de años-luz. Si tomas por ejemplo z ~ 1,000, tienes una distancia propia ahora de 45,500 millones de años-luz y una distancia propia entonces de 45 millones de años-luz. En definitiva, si te acercas mucho a la singularidad inicial entonces *todo* empieza a estar muy cercano. Pero con *todo* me refiero aquí a todo aquello de lo que recibimos luz hoy. Más allá puede existir algo lejano, de lo cual no recibimos luz alguna aún.

No sé si esto responde tu pregunta.

Un saludo.

[bolicho]

Perfectamente.

alshain muchas gracias por haberme aclarado el lio mental que tenia.

Saludos.

[HEAVYMETAL]

alshain ... COMO SIEMPRE, es un placer... muchas gracias, me alegro de leerte de nuevo en acción, jeje¡¡

Aporto la dirección que he puesto en el otro hilo:

http://www.asociacionhubble.org/modules ... highlight=

SALUDOS Y BUENOS CIELOS¡¡¡

[Inaxio]

He llegado ha la conclusion de que no existen objetos mas alla del universo observable. Es decir, esas galaxias,que hoy decimos que estan en el borde del universo, (13.000 millones de años- luz) en realidad estan mas o menos al doble de su distancia en el universo real, devido ha que durante esos 13 mil millones de años, que la luz de esa galaxia ha estado viajando hacia nosotros, esa galaxia se ha estado alejando. Pero seguirá estando al borde del universo real hoy en dia.

No se si me he esplicado bien ni si estoy en lo cierto,pues el tema es bastante complicado.

Un saludo

[Inaxio]

Entonces, por esa regla de tres, el universo deveria tambien tener el doble de su edad que hoy en dia estimamos que tiene, puesto que si estamos viendo la luz de una galaxia emitida hace 12 mil millones de años, al igual que esa galaxia se ha alejado durante todo ese tiempo, tambien lo habra hecho el tiempo.