¿La expansión del universo poco después del Big Bang afecta la cantidad de tiempo que tarda la luz en llegar a nosotros?

Al principio del universo, la tasa de expansión era mucho mayor que la actual, lo que es una forma de decir que el espacio-tiempo estaba fuertemente curvado. Realmente necesitas la relatividad general para resolver correctamente lo que sucede, pero una buena manera de pensarlo es que cuando un rayo de luz llega de A a donde estaba B, la expansión del universo ha llevado a B aún más lejos de A. Es cierto que nada puede moverse más rápido que la luz localmente , pero no existe tal restricción en la expansión del espacio mismo. Cada observador todavía ve rayos de luz moviéndose a la velocidad de la luz, pero los puntos distantes pueden separarse tan rápido que ningún mensaje puede pasar entre ellos. O un mensaje enviado antes nos llega hoy.

La superficie más allá de la cual ninguna información puede llegar a nosotros se llama horizonte cosmológico. En la práctica, solo "vemos" la superficie de la última dispersión (el lugar de donde proviene el fondo cósmico de microondas). Esto es alrededor de 300.000 años después del Big Bang. Antes de eso, el universo está lleno de un plasma que es ópticamente opaco. Pero podemos inferir lo que está sucediendo antes a través de otras líneas de evidencia (como la nucleosíntesis del Big Bang, por ejemplo). El campo ultraprofundo del Hubble proviene de una época posterior, cuando existen estrellas y se están formando galaxias. Echa un vistazo aquí para ver una línea de tiempo del universo. Esa página dice que el campo ultraprofundo del Hubble se remonta a 13 mil millones de años.

Estas preguntas , y los enlaces que contienen, podrían ayudarlo. Hay más en este sitio hablando de estas cosas, por favor busque.

¿La expansión del universo poco después del Big Bang afecta la cantidad de tiempo que tarda la luz en llegar a nosotros?

El tiempo que la luz ha tenido que viajar es simplemente por la edad del universo (o un poco menos, porque el universo muy primitivo era opaco). La edad del universo es de 14 mil millones de años, así que ese es el tiempo que ha tenido que viajar la luz más antigua.

Lo que ha afectado la expansión cosmológica es la distancia entre nosotros y el punto de emisión de esa luz. Se podría pensar que el punto desde el que se emitió esa luz estaría a 14 000 millones de años luz de nosotros, pero en realidad está a unos 46 000 millones de años luz, porque el universo se ha estado expandiendo mientras la luz estaba en camino.

Ampliaré un poco (sin juego de palabras) las respuestas dadas por Michael Brown y Ben Crowell. La tasa de expansión del universo primitivo fue de hecho mucho mayor de lo que es hoy. La expansión se desaceleró primero y solo comenzó a acelerarse nuevamente cuando el universo tenía 7.700 millones de años, debido al efecto de la energía oscura. Además, las regiones distantes del espacio se alejan de nosotros más rápido que la velocidad de la luz: la ley de Hubble

El eje horizontal muestra la distancia hasta nosotros (en giga años luz), y el eje vertical es el tiempo cósmico (izquierda) y el factor de escala correspondiente (derecha). Estamos ubicados en la sección transversal de las gruesas líneas negras; nuestro universo tiene actualmente 13.800 millones de años.

La curva azul es el tamaño del universo observable y la curva roja es nuestro horizonte de eventos. Las líneas amarillas son los caminos de los fotones; en particular, las líneas naranjas son los caminos de los fotones que observamos hoy: nuestro cono de luz pasado actual. Las líneas punteadas negras son regiones del espacio (cúmulos de galaxias) que se alejan a medida que el universo se expande. Finalmente, las curvas verdes son líneas de velocidad de recesión constante: de verde oscuro a verde claro tenemos$v=c$(la distancia de Hubble),$v=2c$,$v=3c$y$v=4c$.

Como puede ver, el borde del observable se aleja actualmente de nosotros a más de 3 veces la velocidad de la luz.

Cuando se emite un fotón en nuestra dirección desde una región del espacio, tiene que superar la expansión del espacio para poder alcanzarnos: mientras viaja hacia nosotros, la cantidad de espacio por el que tiene que viajar aumenta. Es como nadar contra la corriente o correr en una cinta rodante, y el resultado es que los fotones tardan mucho más en llegar a nosotros (y si están demasiado lejos, no pueden alcanzarnos en absoluto).

Hagamos zoom en el gráfico:

Como mencioné antes, las líneas naranjas son los caminos de los fotones que observamos hoy. Observe la característica forma de lágrima: los fotones emitidos en el universo primitivo fueron emitidos desde regiones que se alejaban de nosotros más rápido que la velocidad de la luz. Como resultado, esos fotones al principio también se estaban alejando de nosotros ($v-c>0)$. Sin embargo, esos fotones se movieron gradualmente a través de regiones que retrocedían a velocidades más bajas, hasta que finalmente cruzaron la distancia de Hubble (la curva verde oscuro), la región que retrocede en$v=c$. Esto sucedió cuando el universo tenía unos 4.100 millones de años. Después de eso, los fotones fueron lo suficientemente rápidos como para superar la expansión del espacio, y su distancia hacia nosotros disminuyó, hasta que finalmente nos alcanzan hoy.

Vea también esta publicación mía, para una respuesta más detallada y técnica.

El universo se expande a una tasa constante de 74 km por/MPC (aproximadamente 3 millones de años). La tasa de expansión actual es mucho menor que la de los primeros años cerca del comienzo del big bang. Dado que no es posible viajar más rápido que la luz; La "expansión" del universo primitivo es simplemente causada por la inflación temprana.

Si una estrella está a 13,82 mil millones de años luz de distancia, nos toma 13,82 mil millones de años ver la imagen, entonces 13,82 mil millones + 13,82 mil millones = 27,64 mil millones de años porque mientras esa imagen volaba por el espacio, el tiempo también avanzaba. Si configuro un telescopio de videocámara a 1 año luz de distancia y miro a la tierra, entonces puedo ver el pasado en la tierra, lo más parecido a viajar en el tiempo.