¿Es "una tontería siquiera hablar de" objetos fuera del universo observable que no tienen influencia gravitacional sobre nosotros? (velocidad finita de la gravedad)

La respuesta anterior decía

cada punto del Universo tiene su propio [universo observable], lo que implica que los objetos cercanos al borde de nuestro [universo observable] podrían verse afectados por objetos más allá de ese borde. Observaríamos indirectamente esos efectos.

Cuál está mal. Nuestro universo observable se define al rastrear nuestro cono de luz pasado hasta un tiempo temprano (como el tiempo de emisión de CMB o el final de la inflación):

        *  <-- here-and-now
       / \
      /   \
     /     \
    /       \
-----------------  <-- cutoff time
   |<------->|
     our O.U.

El universo observable de un objeto distante en el momento en que podemos verlo está contenido dentro del nuestro:

        * us
       / \
      /   * them
     /   / \
    /   /   \
-----------------
   |<------->|  our O.U.
       |<--->|  their O.U.

El universo observable del mismo objeto en un momento posterior se extiende más allá de nuestro OU actual:

        *  *
       / \/ \
      /  /\  \
     /  /  \  \
    /  /    \  \
-------------------
   |<------->|
      |<------->|

pero no podemos ver esos efectos hasta más tarde. Cuando los vemos, nuestra unidad organizativa se ha expandido lo suficiente como para incluir también las causas.

La definición de universo observable deja abierta la posibilidad de que algo fuera de nuestro universo observable, pero dentro de nuestro cono de luz pasado, tenga un efecto gravitacional que podamos observar actualmente:

        * us
       / \
      /   \
-----------------  <-- cutoff time
    /|<--->|\
   /   O.U.  \
  /           \

 |<->|     |<->|  something out here?

Pero GR y las observaciones restringen severamente las posibilidades:

• El efecto no puede ser isotrópico. La expansión/contracción isotrópica es la curvatura de Ricci, y la ecuación de campo GR vincula la curvatura de Ricci con la distribución de la materia local. No hay un campo de Ricci de largo alcance.

• El efecto anisotrópico tendría que ser lo suficientemente pequeño para dejar el CMB casi perfectamente isotrópico.

Creo que no hay esperanza de que un efecto con esas restricciones pueda arrojar otros datos astronómicos lo suficiente como para explicar cualquiera de los problemas abiertos en cosmología. Pero no es una tontería hablar de ello.

Primero, algunas definiciones.

Los límites de la observabilidad en nuestro Universo en realidad están establecidos por horizontes cosmológicos , de los cuales el "Universo observable" es solo un tipo. Estos dependen no solo de si podemos detectar la cosa desde la Tierra, sino también de cuándo se produjo la señal.

Hay varios tipos de horizontes cósmicos:

El horizonte de partículas establece un límite en la distancia que se puede ver debido a la edad finita del universo; esto es probablemente lo que quiso decir con "Universo observable". Es decir, el horizonte de partículas representa la distancia de comovimiento más grande desde la cual la luz podría haber alcanzado al observador en un tiempo específico. Debido a la expansión del espacio del Universo, esta no es la edad del universo multiplicada por la velocidad de la luz, como en el horizonte de Hubble (ver más abajo), sino la velocidad de la luz multiplicada por el tiempo conforme .

El horizonte de Hubble es un horizonte teórico que define el límite entre partículas que se mueven más lento o más rápido que la velocidad de la luz en relación con un observador en un momento dado. Esto no significa que la partícula no sea observable, ya que la luz del pasado puede llegar al observador. En los modelos actuales del Universo en expansión, la luz emitida desde el horizonte del Hubble nos llegaría en un tiempo finito. (estos detalles dependen del signo del parámetro Hubble).

El horizonte de sucesos cósmico es la distancia de comovimiento más grande desde la cual la luz emitida ahora puede alcanzar a un observador en el futuro. La distancia actual a nuestro horizonte de eventos cósmico es de unos 16 mil millones de años luz, que está dentro de la esfera "observable" dada por el horizonte de partículas.

También hay "horizontes prácticos", como la superficie de la última dispersión de fotones (es decir, recombinación, origen del fondo cósmico de microondas), y superficies sospechosas de última dispersión de neutrinos y ondas gravitacionales del universo primitivo.

Por último, dependiendo de la expansión del Universo y de si continuamos expandiéndonos para siempre, podría haber un "horizonte futuro", que establece un límite en la distancia más lejana que posiblemente se pueda medir en unidades de la distancia actual.

Tenga en cuenta que esta terminología no siempre se usa de manera rígida y consistente, por ejemplo:

"A veces, los astrofísicos distinguen entre el universo visible, que incluye solo señales emitidas desde la recombinación (cuando se formaron átomos de hidrógeno a partir de protones y electrones y se emitieron fotones) y el universo observable, que incluye señales desde el comienzo de la expansión cosmológica (el Gran Bang en la cosmología física tradicional, el final de la época inflacionaria en la cosmología moderna)".

¿Es realmente "una tontería siquiera hablar de" objetos que actualmente están fuera del universo observable pero que pueden volverse visibles en el futuro sin tener ninguna influencia gravitatoria sobre nosotros porque la gravedad viaja a la velocidad de la luz, o es este un concepto útil incluso si tal vez un inexacto? expresión cuando se abraza GR?

Espero que con las definiciones anteriores, claramente NO es una tontería y claramente depende de lo que entendemos por "Universo observable". Incluso tomando el ejemplo más simple del horizonte de partículas, el principio copernicano implica que cada punto del Universo tiene su propio horizonte de partículas, lo que implica que los objetos cercanos al borde de nuestro horizonte de partículas podrían verse afectados por objetos más allá de ese borde. Podríamos observar indirectamente esos efectos después de una expansión cósmica suficiente. Uno puede imaginar escenarios más complicados, pero creo que esto aclara el punto.