Cálculo del radio del universo observable

Wikipedia menciona el radio de nuestro universo observable basado en el tiempo de viaje de la luz desde objetos remotos cuyo tiempo de viaje de la luz es igual a la edad del universo.

“Según los cálculos, la distancia actual de comovimiento (distancia adecuada, que tiene en cuenta que el universo se ha expandido desde que se emitió la luz) a las partículas desde las que se emitió la radiación cósmica de fondo de microondas (CMBR), que representa el radio del visible universo, es de unos 14.000 millones de parsecs (alrededor de 45.700 millones de años luz), mientras que la distancia de comovimiento hasta el borde del universo observable es de unos 14.300 millones de parsecs (alrededor de 46.600 millones de años luz), [10] aproximadamente un 2% más grande. (Bajo "Universo observable").

Hay otra forma de pensar, del siguiente modo: como resultado de la expansión del Universo, la velocidad relativa entre los objetos distantes y la Tierra aumentará en función de la distancia y, para algunos objetos, eventualmente alcanzará la velocidad de la luz. Esto define otro universo observable. No se sigue inmediatamente que estas dos definiciones sean iguales.

La primera versión parece permitir que la luz de objetos distantes nos alcance en el futuro, mientras que la otra parece ser un límite más fundamental. Pensé que 45 mil millones de años luz era un límite absoluto.

Como resultado de la expansión del Universo, la velocidad relativa entre los objetos distantes y la Tierra aumentará en función de la distancia ” - Esto es incorrecto. La velocidad relativa de dos objetos permanece igual durante la expansión (ignorando la expansión acelerada). Parece estar malinterpretando la ley de Hubble que se refiere a diferentes objetos al mismo tiempo, pero no a los mismos dos objetos en diferentes momentos. En otras palabras, el parámetro de Hubble no es constante en el tiempo, sino (aproximadamente) recíproco de la edad del universo.
...y algunos objetos eventualmente alcanzan la velocidad de la luz ” - Pareces pensar que el universo observable está limitado por la velocidad de la luz. Esto es incorrecto. Los objetos cerca del borde del universo observable se alejan de nosotros más rápido que tres veces la velocidad de la luz y siguen siendo observables.

Respuestas (1)

La segunda forma se conoce como el radio de Hubble. Es un valor numérico, pero no parece ser un concepto válido en la relatividad general, en la que la expansión del espacio es una propiedad geométrica, y la descripción de los objetos que alcanzan la velocidad de la luz solo puede depender de las coordenadas (y, en consecuencia, de forma arbitraria). y no bien definido en este contexto). Esos mismos objetos no se mueven en coordenadas comóviles. Si tuviera que definir coordenadas en las que parecería que se mueven a la velocidad de la luz, entonces la luz viajaría mucho más rápido que la velocidad de la luz en esas coordenadas. Veo la mención del radio de Hubble en relatos populares, pero no creo que deba considerarse como una buena forma de pensar en la relatividad general.