De acuerdo con nuestra comprensión actual, el universo se está expandiendo... a menudo se dice que cada galaxia se está alejando de nosotros (supongo que eso no es cierto para las galaxias de nuestro grupo local), y también se dice a menudo que el cuanto más lejos está una galaxia de nosotros, más rápido se aleja de nosotros.
También sabemos que la luz tiene una velocidad finita, por lo que cuando miramos esas galaxias lejanas, las vemos como eran hace mucho, mucho tiempo.
Pero (1) si las galaxias más antiguas se alejan más rápido y las galaxias más jóvenes se alejan más lentamente , ¿no significaría eso que la expansión del universo se está desacelerando?
Pero (2) cuando estoy pensando en una hoja de papel 2d en expansión con puntos (ampliada en ambas direcciones), entonces tiene sentido que las galaxias más lejanas se alejarían más rápido de nuestra perspectiva... (aunque si el universo se estuviera expandiendo a un ritmo constante, todavía veríamos las galaxias más lejanas moviéndose más rápido desde nuestra perspectiva, pero asumo que se ha tenido en cuenta, y que las galaxias se mueven incluso más rápido que eso).
Entonces... ¿por qué mi primer "pero" es incorrecto? Algo me dice que lo estoy mirando mal, pero no logro descifrarlo xD
¡Gracias!
Tu primer "pero" es incorrecto, pero el segundo no lo es. Así es como debe pensar acerca de su primer "pero".
Aquí supondré que te refieres a galaxias más distantes (y por lo tanto, sus fotones emitidos tardaron más en llegar a nuestros ojos) por "galaxias más antiguas" y, a la inversa, las galaxias más cercanas por "galaxias más jóvenes".
Ahora, cuando observamos galaxias distantes, parecen retroceder más rápido que las cercanas. Su explicación involucrada en el segundo "pero" es correcta ya que aquí se puede dibujar la analogía de una hoja en expansión. Sin embargo, hay un principio cosmológicoafirmando que no hay un lugar especial y dirección en el universo. Lo que implica es que la observación de la recesión de galaxias no es un hecho observable especial solo para los residentes de la tierra. Si hay algún observador en una galaxia muy lejana tratando de observar otras galaxias, ese observador también observará que cuanto más lejos está una galaxia de él/ella, más rápido se aleja. El hecho de que todas las galaxias se estén alejando unas de otras no depende de la aceleración o la tasa de expansión. Incluso si la tasa de expansión es constante a lo largo de la historia cósmica, en cualquier momento cualquier observador desde cualquier punto del universo observará que cuanto más lejos está una galaxia de ese observador, más rápido se aleja.
Es importante señalar que, a medida que el universo se expande, las galaxias estaban más cerca de lo que están cuando emitieron los fotones que ahora llegan a nuestros ojos. Pero en la ley de Hubble, que establece que cuanto más distante es la galaxia, mayor es la velocidad de recesión, nos referimos a la distancia en el momento actual, no en el pasado. Aunque los fotones se emitieron cuando las galaxias estaban más cerca de nosotros, podemos calcular la distancia actual de las galaxias a partir de diferentes medidas. Por ejemplo, podemos medir la distancia de luminosidad de una vela estándar del flujo y redshit de los espectros. Entonces, para un universo plano (que casi es nuestro universo), la distancia adecuada actual de la galaxia anfitriona de la vela es
Por último, la expansión del universo en realidad se está acelerando, como lo indican claramente varias observaciones y esta aceleración reciente se hizo cargo hace casi 4 mil millones de años.
La expansión del universo se estaba desacelerando hasta hace unos miles de millones de años cuando comenzó a acelerarse nuevamente debido a la energía oscura. Sin embargo, esta no es la respuesta a su pregunta.
Tu dices:
si las galaxias más antiguas se están alejando más rápido y las galaxias más jóvenes se están alejando más lentamente, ¿no significaría eso que la expansión del universo se está desacelerando?
pero todas las galaxias tienen aproximadamente (es decir, dentro de un factor de dos más o menos) la misma edad. Por ejemplo, se cree que la galaxia grande más cercana, Andrómeda, tiene unos 9 mil millones de años, dos tercios de la edad del universo. Aunque Andrómeda está muy cerca, no es joven. La diferencia no es qué galaxias son jóvenes y cuáles viejas, sino cuáles están cerca de nosotros y cuáles están lejos. La velocidad de recesión está determinada únicamente por la distancia (como sugieres en tu punto 2) y no por la edad de la galaxia.
Por cierto, la estrella más antigua conocida, SMO313, con una edad de 13.600 millones de años , está muy cerca, ya que forma parte de la Vía Láctea.
Ciertamente es cierto que si miramos muy lejos solo vemos viejas galaxias, pero eso es inevitable. Es como mirar un formulario del censo de 1914 y sorprenderse de que todos en él tengan cien años.
Tu segundo pensamiento es correcto. Es por eso que las galaxias más lejanas se alejan mucho más rápido que las más jóvenes. Eso y el universo se estaba expandiendo más rápido cuando se acumularon las galaxias más antiguas. Las fases de dominación de la radiación y la materia hicieron que la expansión fuera lenta y solo ahora se está acelerando nuevamente.
Sensebe
Antonio Ragagnin