¿Es uniforme la expansión del universo? ¿Hay partes que se están expandiendo más rápido que otras?

¿Es uniforme la expansión del universo? ¿Hay partes que se están expandiendo más rápido que otras? La estructura misma del universo se está expandiendo... pero ¿se está expandiendo a un ritmo constante? Si no es así, ¿cómo medimos la distancia de las estrellas ya que la luz se estiraría de manera desigual en cada ancho del espacio debido a la expansión no uniforme bajo el efecto Doppler?

Respuestas (4)

La expansión cosmológica es altamente isotrópica (¡alrededor de una parte en cien mil!), según las observaciones del espectro de fotones de fondo cósmico de microondas (CMB) que llegan a la Tierra desde partes completamente diferentes del universo.

El modelo cosmológico estándar asume que, en las escalas más grandes, el universo es homogéneo además de isotrópico.

Anexo: Si los votantes negativos no le creen a este ex cosmólogo, tal vez le crean a Wikipedia :

Hubble demostró que todas las galaxias y objetos astronómicos distantes se estaban alejando de nosotros, como predijo una expansión universal. Utilizando el corrimiento al rojo de sus espectros electromagnéticos para determinar la distancia y la velocidad de los objetos remotos en el espacio, demostró que todos los objetos se están alejando de nosotros y que su velocidad es proporcional a su distancia, una característica de la expansión métrica. Desde entonces, otros estudios han demostrado que la expansión es altamente isotrópica y homogénea.

Entonces, ¿tenemos que corregir la expansión en curso mientras la luz viaja hacia la Tierra mientras se aplica el efecto Doppler para calcular la distancia a las estrellas?
Sí, eso es correcto.
¿Cómo se hace eso exactamente?
¿Es lo mismo suponer que el universo es isotópico sin afectar otros parámetros?
Los detalles matemáticos del corrimiento al rojo cosmológico no se pueden explicar en un comentario. Se cubrirían en un curso sobre relatividad general y cosmología. Si ya comprende GR y algo de cosmología, podría ser una pregunta separada razonable.
Creo que querías preguntar "¿es seguro asumir..." isotropía. Basado en la isotropía CMB observada, diría que sí. ¿Por qué crees que podría no serlo?
Sí ... 'seguro' se corrigió automáticamente a 'igual' por alguna razón. Lo pensé porque asumir que es isotópico debería terminar afectando la geometría del universo y su consiguiente expansión. Si asumimos que es isotópico y es no entonces le estaríamos poniendo restricciones innecesarias y limitantes.
-1 respuesta bastante segura es incorrecta. CMB indica que el universo es isotrópico, pero no que se esté expandiendo de manera isotrópica.
@Allure Estás equivocado. Si se estuviera expandiendo anisotrópicamente, el corrimiento al rojo de CMB sería diferente en diferentes direcciones.
@Allure Lea la cita de Wikipedia que he agregado.
@GRAMO. Smith ¿Quizás deba hacer una suposición adicional (que no estamos en un punto de vista especial) para que la uniformidad del CMB implique una expansión isotrópica?
Ah, creo que estamos hablando entre nosotros. La expansión podría ser aproximadamente isotrópica, pero solo porque el universo es aproximadamente isotrópico. La pregunta es si hay partes que se están expandiendo más rápido que otras partes, y la respuesta es "sí".
También creo que estamos hablando entre nosotros, porque estás considerando escalas pequeñas como humanos y planetas, que no son de interés para los cosmólogos.

Por supuesto, la respuesta de G. Smith es correcta, pero déjame agregar algunas cosas:

  1. dentro de las galaxias, el espacio no se expande, ya que la gravedad domina sobre la energía oscura

  2. ahora, entre los cúmulos de galaxias, el espacio se está expandiendo, la energía oscura es dominante, pero la tasa de expansión aquí no es tan rápida como en los vacíos de los supercúmulos

  3. A gran escala, el universo se expande uniformemente, pero a medida que se pasa del espacio entre los cúmulos de galaxias a los viodios entre los supercúmulos, la tasa de expansión aumenta.

Por favor vea aquí:

https://física.stackexchange.com/a/482814/132371

Ok... pero no hay un límite estricto para una galaxia, ¿verdad?... ¿solo podemos estar seguros de un área general en el espacio donde la gravedad y la energía oscura cambian de dominio?
@HerambPodar sí, tienes razón

La expansión del universo ciertamente no es uniforme. Por ejemplo, no se está expandiendo: su densidad local es mucho más alta que la densidad crítica. La Tierra tampoco se está expandiendo.

El universo tampoco se está expandiendo a un ritmo constante. La tasa de expansión se mide por la constante de Hubble, que en realidad no es una constante, sino que varía con el tiempo .

Las observaciones muestran que algunas galaxias están colisionando.

Esto sugeriría que en algún momento en el pasado estuvieron más lejos el uno del otro.

Lo que significa que en algunas regiones del espacio, la expansión uniforme es un nombre inapropiado.

La colisión de galaxias se debe a que su atracción gravitacional "supera" la expansión del espacio, por lo que esto no puede usarse como argumento.