Expansión del espacio vs movimiento dentro del espacio [duplicado]

El problema surge porque mides velocidades relativas a otros objetos. Tenemos una vara de medir conveniente en forma de Fondo Cósmico de Microondas (CMB), que creemos que está "en reposo" con el universo.

Cuando medimos la longitud de onda del CMB visto desde la Tierra, vemos un ligero desplazamiento hacia el azul en una dirección y un ligero desplazamiento hacia el rojo en la otra, por lo que sabemos que vamos en "esa" dirección viajando a unos 625 km/ s .

Ahora considere alguna galaxia distante con un corrimiento al rojo masivo. Bueno, el CMB a su alrededor también tiene un corrimiento al rojo masivo. Restar los dos nos da la velocidad de la propia galaxia.

También podría ser útil reconocer que el concepto de "distancia" en la relatividad general es mucho más sutil que la versión cotidiana porque depende del sistema de coordenadas. GR le da las instrucciones sobre cómo obtener una distancia una vez que haya elegido un sistema de coordenadas, lo que significa que GR es una teoría "métrica". No estamos acostumbrados a esto, creemos que puedes usar coordenadas de latitud y longitud en 2D, o coordenadas cartesianas en 3D, y aun así obtener que la distancia entre Nueva York y Londres es algo particular. Pero a escalas de todo el universo, puedes obtener distancias muy diferentes dependiendo de tus medios para coordinar los eventos. Sin embargo, debido al principio cosmológico, hay un sistema de coordenadas que se destaca, llamado "coordenadas de marco de movimiento" que se mueven con el promedio de la materia local, porque en esas coordenadas el universo parece ser el mismo en todas partes a una edad dada. Es esa elección de coordenadas la que analiza entre "lo que está haciendo el espacio" y "lo que está haciendo la materia dentro del espacio". Si esto es solo un lenguaje conveniente o representa algo más profundo, requiere el descubrimiento de nuevas leyes para determinarlo, pero en este momento el principio cosmológico es una especie de principio organizativo de conveniencia.

Sin embargo, tenga en cuenta que el límite de velocidad de la relatividad especial no está sujeto a estos problemas, porque ese límite de velocidad solo se aplica a dos objetos que se cruzan esencialmente en el mismo lugar y tiempo. Las coordenadas globales no importan en una interacción local de este tipo, al igual que no necesita las coordenadas de latitud y longitud para saber qué tan rápido está rebasando a alguien en la carretera.

En la práctica, no se puede distinguir entre 'velocidad peculiar' y 'flujo de Hubble' per se . Sin embargo, existen numerosas formas de contabilizar ambos. El factor principal a considerar es que la galaxia obedece a la dinámica gravitatoria exactamente de la misma manera que cualquier otro objeto (como las estrellas en las galaxias o los planetas en los sistemas estelares). En particular, su velocidad (peculiar) depende del entorno local. Si observa un cúmulo de galaxias que están asociadas entre sí, puede ver variaciones en las velocidades de las galaxias individuales (velocidad peculiar) y también una velocidad promedio del cúmulo como un todo (flujo de Hubble, velocidad). Las galaxias en el campo (es decir, no en cúmulos) tienden a tener velocidades peculiares mucho más bajas.

De manera similar, si observa muchas galaxias, incluso aquellas que no están asociadas entre sí, sus velocidades peculiares tenderán a promediarse, porque están en direcciones aleatorias.

Cuando eliminas la expansión del espacio, te quedas con la velocidad peculiar de un objeto.