¿Cómo se mapea exactamente nuestro universo?

La respuesta simple es que la luz de las partes distantes de la Vía Láctea ya ha estado viajando durante ese tiempo. Debido a que la luz no viaja instantáneamente a través del espacio, no estamos viendo la galaxia como es ahora, sino como era hace 100 000 (más o menos) años.

Por cierto, así es también como podemos volver a ver momentos anteriores de la historia del universo. En términos de distancia, cuanto más miramos, más tiempo tendría que haber salido la luz para alcanzarnos hoy.

El universo tuvo un comienzo (al menos en el sentido de tener un tiempo más temprano). Debido a que el universo no es infinitamente antiguo, en realidad hay un límite de hasta dónde podemos ver hacia atrás en la historia del universo (ver: Horizonte cosmológico ). Somos capaces de hacer mapas del universo, como este de SDSS :

ejecutando lo que se conoce como una encuesta. Estos son grandes proyectos que mapean las posiciones (y potencialmente otras propiedades, dependiendo de cuáles sean sus objetivos científicos) de las galaxias en el universo. La forma en que debes mirar esta imagen es la siguiente: 1) Estás en el centro de la imagen, 2) Cada punto de la imagen representa una galaxia individual, 3) La distancia desde el observador, el corrimiento al rojo de una galaxia, aumenta con aumentando la distancia desde el centro, y 4) a medida que viaja alrededor del círculo en ángulo, está recorriendo la coordenada de ascensión recta del sistema de coordenadas celestes (piense en la longitud). Estás viendo una porción de pizza en lugar de una esfera porque esta es una porción particular en declinación.(latitud). A medida que observa desplazamientos al rojo más altos, está mirando más atrás en el tiempo y más atrás en la historia del universo. Así es como los astrónomos/cosmólogos pueden decir algo estadísticamente sobre los modelos de formación de estructuras del universo (cómo se formaron objetos como galaxias y cúmulos de galaxias).

El problema de observar galaxias con corrimientos al rojo muy altos es que se vuelven muy débiles. Llegado un punto, se necesitan telescopios más potentes para seguir mirando más atrás en el tiempo. Sin embargo, podemos sortear esto de alguna manera observando el componente de radiación del universo en longitudes de onda de microondas (la mayoría de las encuestas se encuentran en la región óptica del espectro electromagnético ). Esta radiación se denomina radiación de fondo de microondas cósmica ( CMB ) y también se puede mapear (consulte: COBE , WMAP y, más recientemente, satélites Planck ).

Esto también es una especie de mapa. Este mapa de fotones de baja energía es una instantánea del universo de aproximadamente ~380 000 (desplazamiento al rojo de z=1100; lo que significa que el universo era más pequeño por un factor de 1101) años después del big bang, cuando el universo tenía muy poco de lo que tendríamos. reconocer como estructura. El trabajo del cosmólogo es conectar la imagen que vemos del CMB con la imagen que vemos de nuestros estudios de galaxias mediante el uso de la física.

Esa es la parte del universo que es visible para nosotros en este momento. En otras palabras, lo mapeamos a partir de la luz que recibimos de esa zona en este momento, por lo que la parte que se está mapeando en realidad tiene muchos, muchos años.

Por lo general, esto no hace una gran diferencia porque tenemos cuidado de analizar regiones donde la variación en el tiempo de visualización no es grande en comparación con la escala de duración.

En realidad, desde el punto de vista de la relatividad, es casi tan bueno como que los cuerpos lejanos estén en el estado que tenían hace miles de millones de años en lo que a nosotros respecta. Desde nuestro marco de referencia, pueden tener un "futuro" (en realidad, el "presente", pero llamarlo así es un poco asqueroso), pero simplemente no tenemos forma de saberlo.