Consulta sobre la expansión del universo

[sproket]

Ante todo, pido disculpas si la consulta no alcanza el nivel de este foro, pero es una pregunta que me llevo haciendo desde hace tiempo y que no he sabido contestar. Agradecería que me diesen una respuesta que pudiera aclararme o que me recomendaran algún tipo de bibliografía. La consulta es la siguiente:

Existe la ley fisica inquebrantable que dice que nada puede superar la velocidad de la luz. Por otro lado, se estima que la edad del universo es aproximadamente 13.500 millones de años y que por tanto, 13.500 millones de años luz es el límite del universo observable, ya que no podemos ver más alla del tiempo que la luz ha estado viajando. Sin embargo, ¿cómo es posible que haya un universo más allá de 13.500 millones de años luz?. Eso significaría que la velocidad de expansión del universo es superior a la velocidad de la luz.

Muchas gracias anticipadas por su ayuda.

[dariopiroddi]

Hola sproket, tu pregunta es interesante. Muchos hemos pasado por la inquietud de los límites del Universo.

Vamos por parte (como dijo Jack )

1. La velocidad de la luz la suponemos constante (ya que hay algunas ideas diferentes dando vuelta, pero ahora no viene al caso), por lo tanto solo puede haber viajado tanto como la edad que tiene. Osea, si una estrella emitió un fotón de luz hace un año la distancia a la que se ubica actualmente es un año luz en relación a su punto de salida o de origen.

2. El universo "visible", osea en donde se emitió el primer fotón fue hace 13700 millones de años, por lo tanto ese fotón solo pudo haber viajado una distancia de 13700 millones de años.

3. En una simple relación uno podría advertir que el radio de nuestro universo observable es justamente 13700 millones de años. Por consiguiente el diámetro sería de 27400 millones de años luz. Pero las cuentas no son tan simples, pues el espacio está en expansión (entre otras yerbas), osea la distancia entre galaxias está aumentando (constante de Hubble) por lo tanto cuando se emitió el fotón que vemos de la galaxia que observamos efectívamente salió de una distancia de 13.700 millones de años luz pero esa galaxia ahora no se encuentra allí sino que se desplazo en dirección contraria. Entonces el diámetro del universo "observable" es mucho más extenso.

Quizás sea muy complicado entenderlo. De hecho ami me quedan muchos huecos en mi mente. Por ahora te sugiero que vayas leyendo libros básico introductorios de astronomía. No hay un libro ideal, pero siempre sugiero "Objetivo: Universo" de editorial Colihue. Está escrito por profesores argentinos de Bs. As. En lo personal es como mi "biblia"

Saludos!..

[sebagr]

Hola sproket,

Antes que nada, bienvenido al foro! Te recomiendo que pongas en tu perfil de qué parte sos, así sabemos mejor tu localidad.

Te contesto según lo que sé, que alguien me corrija si me equivoco por favor.

En primer lugar, eso de que haya una "ley fisica inquebrantable" tomalo con pinzas. Esto sólo es así sobre ciertos modelos, particularmente en la Relatividad General de Einstein. Hoy en día se han medido ciertos objetos que se mueven hasta 4 veces más que la velocidad de la luz, por lo que no sabemos si es que ese límite no es tal o si las mediciones están mal

Por otro lado, ese límite habla de la velocidad que puedan tener las partículas dentro del Universo, pero no aplica a la expansión del universo mismo. Es por esto que el Universo, en teoría, podría estar expandiéndose más rápido que la velocidad de la luz.

Igualmente tené en cuenta que esta velocidad de expansión varía con la distancia. Por ejemplo, un valor más o menos promedio del que se habla hoy en día es de una aceleración de 70m/s cada mega-pársec (1 pársec es aproximadamente 3.26 años luz). Eso significa que algo que está a 3.26 millones de años luz de nosotros se estaría alejando de nosotros a unos 70m/s. Pero algo que esté a 7.52 millones de años luz se estaría alejando a 140 m/s.

Si tenemos en cuenta que se estima la edad del Universo en 13.800 millones de años (días más, días menos), siguiendo estas cuentas tendríamos que los límites "observables" se están alejando de nosotros a unos 296.319 km/s (raspando la velocidad de la luz).

Lo importante de esto es entender que no es que esos objetos que se encuentran a 13.000 millones de años de nosotros se están alejando por tener esa velocidad, sino que es el mismo espacio el que se estira. Pensalo como puntos sobre la superficie de un globo al que estás inflando: a medida que soplás ellos se separan, pero no se están moviendo en el "espacio" en el que están dibujados.

Después de toda esta explicación, como dirían muchos cosmólogos de hoy en día: esto es así, o no! Hay muchos baches en las teorías actuales y ninguna ha resistido 100% las pruebas observadas. De nuevo, tomalo con pinzas.

Saludos, y bienvenido!

[jansivoro]

asi es la expancion se mueve mas rapido que la velocidad de la luz pero no es el universo el que se mueve si no sus puntos matematicos los que se mueven mas rapido que la luz

[sproket]

Agradezco vuestras respuestas, me han ayudado bastante a aclararme, a pesar de que no es un asunto muy intuitivo.

[JPM]

asi es la expancion se mueve mas rapido que la velocidad de la luz pero no es el universo el que se mueve si no sus puntos matematicos los que se mueven mas rapido que la luz

Como te explica aqui jansivoro lo que se mueve a mayor velocidad que la luz es la expansión del espacio-tiempo, es decir la expansión del universo es mayor que la velocidad de la luz. La teoría de la relatividad general aplica este límite cósmico sobre el ente matería-energía y no sobre el espacio o el tiempo.

Alan Guth ya lo menciono en su teoría inflacionaria, hubo una época donde el universo se expandió a mayor velocidad que la de la luz, de ahi viene la extraordinaria uniformidad que posee.

Espero sirva

Saludos.

[Watchmen]

También observar que la expansión nunca es mayor a la velocidad de la luz dentro de un Horizonte de Sucesos. Aunque "sí" lo sería entre dos horizontes de sucesos separados causalmente. Pero claro, si entre ellos no hay relación causa-efecto, no quebranta ninguna ley física.

Esa sería la "explicación".

Por definición: Un Horizonte de sucesos, es el Área (Volumen, etc) al que la luz ha tendido tiempo de llegar, en un tiempo concreto; y en particular la información del mismo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Horizonte_de_sucesos

Saludos.

[EzeBais]

Segun vi en "el universo" del history, nada en el espacio puede viajar mas rapido que la luz, a excepción del mismo espacio, osea, el espacio no tendria un limite en la velocidad de la luz...

Saludos!^^