Los científicos dicen que nuestro universo se está expandiendo cada vez más rápido. Esto se detectó a través del efecto de corrimiento al rojo. Las galaxias más lejanas se alejan de nosotros más rápido que las que están más cerca.
Pero, ¿cómo pueden los científicos saber que esto está sucediendo ahora? Pueden ver lo que FUE en el pasado. Como entendí, el desplazamiento hacia el rojo nos muestra lo que fue hace más de 10 millones de años si la distancia entre nosotros y la otra galaxia es de más de 10 millones de años luz.
Las galaxias más cercanas se alejan más lentamente. Pero esto FUE, digamos, hace 5 millones de años si la distancia entre nosotros y esa galaxia es de 5 millones de años luz.
La distancia entre nosotros y Andrómeda es de 2,5 millones de años luz y se está moviendo hacia nosotros (o nos estamos moviendo hacia ella).
Según tengo entendido, la velocidad de expansión se vuelve más y más lenta con el tiempo. Y Andrómeda muestra que hace 2,5 millones de años la dirección cambió a compresión. ¿Por qué dicen los científicos que la expansión se vuelve cada vez más rápida con el tiempo?
Me parece que hay dos preguntas separadas aquí. La primera es cómo sabemos que las galaxias distantes se están alejando de nosotros cuando no podemos verlas ahora, solo podemos verlas como lo fueron hace algún tiempo. La segunda pregunta es por qué decimos que las galaxias distantes se están acelerando alejándose de nosotros.
Para responder a la primera pregunta necesitas saber un poco cómo trabajan los físicos. No es suficiente para nosotros medir las velocidades de recesión de galaxias distantes. Queremos una explicación para esas velocidades, esa es una teoría para describir cómo se mueven las galaxias. Obtenemos esta teoría comenzando con las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, haciendo algunas suposiciones ( homogeneidad e isotropía ) y resolviendo las ecuaciones resultantes para obtener una ecuación llamada métrica FLRW . Esta ecuación nos dice cómo deberían moverse las galaxias, y cuando miramos en nuestros telescopios encontramos que nuestras observaciones coinciden con las predicciones.
Así que tenemos una teoría que da las predicciones correctas de lo que una galaxia miles de millones de años luz de distancia estaba haciendo hace miles de millones de años luz, y dado que la teoría era correcta, asumimos que sigue siendo correcta hoy. Es por eso que nos sentimos seguros al decir lo que están haciendo las galaxias distantes en este momento, aunque no podamos verlas haciéndolo.
La segunda pregunta sigue a la primera, porque la aceleración de la expansión del universo también se explica por la métrica FLRW, más o menos.
La métrica FLRW contiene algunos parámetros ajustables. La más obvia es la densidad de la materia en el universo, pero también hay un parámetro ajustable llamado constante cosmológica y una constante cosmológica distinta de cero provocará una aceleración en la tasa de expansión. Es importante tener claro que (por el momento) la constante cosmológica es solo un parámetro y no tenemos una teoría para decir cuál debería ser su valor. Tenemos que comparar las observaciones con las predicciones de la métrica FLRW y elegir el valor de la constante cosmológica que coincida. Cuando observamos qué tan lejos están las galaxias distantes, encontramos que para que la métrica FLRW coincida con el experimento, necesitamos una constante cosmológica distinta de cero, y así es como sabemos que la expansión se está acelerando.
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