Galaxia acercándose más rápido que la luz

En cosmología, hablamos de galaxias que se alejan de nosotros debido a la expansión del universo. La luz de estas galaxias aparece desplazada hacia el rojo. Si las galaxias están lo suficientemente lejos, entonces el espacio entre nosotros en realidad se expande más rápido que la luz, y la luz de estas galaxias nunca nos alcanza.

Mi pregunta es qué sucedería en un universo Big Crunch, donde el espacio se contrajo más rápido que la luz. ¿Cómo nos parecería una galaxia acercándose más rápido que la velocidad de la luz? ¿Estaría su luz extremadamente desplazada hacia el azul? ¿Veríamos que los fotones emitidos más tarde lleguen primero, de modo que parezca que retroceden en el tiempo y se alejan más?

Respuestas (1)

En un universo FLRW ideal en retroceso, el colapso es solo la inversión temporal de la expansión. El factor de desplazamiento Doppler en todo momento es a ( t emisión ) / a ( t detección ) , y durante el colapso, eso es un desplazamiento hacia el azul en lugar de un desplazamiento hacia el rojo.

Siendo realistas, el gran crujido sería mucho más caótico que el big bang, porque la entropía continuaría aumentando y, por lo tanto, la cosmología FLRW no lo describiría bien.

Sin embargo, independientemente de los detalles, nunca hay un "desplazamiento hacia el azul superlumínico" en el que la luz llega al revés.

Las velocidades de recesión en cosmología se definen de tal manera que la velocidad C no tiene un significado especial. Ver esta respuesta para más información. Galaxias con una velocidad de recesión superior a C no viajan más rápido que la luz (es decir, fuera del cono de luz), y no es cierto como regla que la luz de ellos nunca nos alcance. (En ΛCDM, hay un horizonte cosmológico más allá del cual no podemos ver la luz, pero no coincide con el punto en el que la velocidad de recesión es C .)

En un universo en colapso, las galaxias pueden tener una velocidad de aproximación (definida de la misma manera) que es mayor que C , pero la luz de esas galaxias aún nos alcanzaría antes que la galaxia, y nos alcanzaría con un gran desplazamiento hacia el azul positivo, no un desplazamiento Doppler negativo (hacia atrás).

Estoy confundido. Hay artículos completos que explican que debido a la tasa de expansión del universo, la luz de algunas galaxias nunca nos llegará. en.m.wikipedia.org/wiki/Observable_universe
"Este hecho se puede usar para definir un tipo de horizonte de eventos cósmicos cuya distancia de la Tierra cambia con el tiempo. Por ejemplo, la distancia actual a este horizonte es de unos 16 mil millones de años luz, lo que significa que una señal de un evento que está sucediendo en la actualidad eventualmente puede llegar a la Tierra en el futuro si el evento está a menos de 16 mil millones de años luz de distancia, pero la señal nunca llegará a la Tierra si el evento está a más de 16 mil millones de años luz de distancia".
"La luz que se emite hoy en día desde las galaxias más allá del horizonte de eventos cosmológico más distante, alrededor de 5 gigaparsecs o 16 mil millones de años luz, nunca nos alcanzará, aunque todavía podemos ver la luz que estas galaxias emitieron en el pasado". en.m.wikipedia.org/wiki/Expansion_of_the_universe
@AlonNavon Solo quise decir que no existe una regla que indique que cuando pasa la velocidad de la recesión C , el objeto se vuelve invisible. La velocidad de recesión es C en C / H 0 ≈ 14  gly , que es estrictamente menor que el dieciséis  gly distancia al horizonte cosmológico. La materia que emitía el CMBR tenía una velocidad de recesión en ese momento de alrededor 70 C , Creo. En los modelos abiertos dominados por la materia, las velocidades de recesión pueden ser arbitrariamente grandes, pero no hay horizonte y toda la luz eventualmente llega a todas partes del universo. Etc.
Del enlace de Alon al Universo Observable en Wikipedia: Assuming dark energy remains constant (an unchanging cosmological constant), so that the expansion rate of the universe continues to accelerate, there is a "future visibility limit" beyond which objects will never enter our observable universe at any time in the infinite future, because light emitted by objects outside that limit could never reach the Earth.- ¿puede conciliar eso con sus declaraciones, @benrg? Suponiendo que usted y el artículo son correctos, ¿cómo llega a conclusiones diferentes?
@AnoE Ese párrafo habla del horizonte cosmológico, mientras que yo hablo de la distancia a la que es la velocidad de recesión C . Son diferentes, y Wikipedia no dice lo contrario (o si lo dice, no debería). Hay un límite a lo que podemos ver en ΛCDM, pero no está relacionado con las velocidades de recesión de una manera simple.
"La aparición de velocidades de recesión mayores que c en cosmología es un artefacto de las coordenadas utilizadas". Bueno, sí, como todo lo demás. ¿Qué hay de malo con esas coordenadas entonces? O más bien, ¿por qué estamos usando esas coordenadas incorrectas?
@Peter-ReinstateMonica (y todos), reescribí la sección ofensiva. Espero que sea una mejora.
@benrg Entonces, ¿está diciendo que la inaccesibilidad de las galaxias distantes no se debe a su velocidad de recesión, todas serían accesibles sin una constante cosmológica, sino a una constante cosmológica positiva que hace que su recesión se 'acelere'? ¿Qué suena como un (tipo de) Rindler Horizon? en.wikipedia.org/wiki/Rindler_coordinates#The_Rindler_horizon
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