¿Por qué las galaxias distantes no son visibles en el Universo observable?

Suponiendo que el Universo se está y se ha estado expandiendo desde su creación ( teoría del Big Bang ), las galaxias que ahora están en el 'borde' (teóricamente no visible) deben haber estado (en algún momento) en un lugar alrededor de donde el La Tierra está ahora.

Si se supone que es cierto, entonces los fotones emitidos por estas galaxias a partir de este punto deberían estar presentes para que podamos ver estas galaxias (e incluso la primera luz que emergió del Big Bang debe ser visible).

Entonces, ¿por qué lo observable es tan pequeño? Debe depender de la dirección en la que miramos. Es decir, si miramos en dirección al centro de la esfera en expansión, debería ser un pequeño universo observable. Si entrenamos nuestros telescopios en dirección 'exactamente' opuesta al centro, debería ser 'totalmente' observable.

¿Funciona de esta manera? ¿O mis conceptos básicos están mal?

Sus conceptos básicos están equivocados porque no es una esfera en expansión con un centro. No tiene centro y se expande en todas direcciones.
Gracias por tu comentario. Al no ser profesional, tenía dudas de que pudiera ser una pregunta de novato. Sin embargo, cuando decimos 'algo se está expandiendo' significa que su camino se remonta a su posición anterior. ¿Puede ser una posibilidad que nuestra vía láctea se haya formado en tal 'camino de expansión' de alguna galaxia/estrella distante? En caso afirmativo, entonces ese objeto debe ser visible si todavía está transmitiendo fotones, no importa qué tan lejos haya llegado, no puede ser no observable.
El problema radica en el hecho de que el espacio mismo se está expandiendo. Estás acostumbrado a la idea de que la materia se expande y se puede rastrear hasta su punto de origen; con el espacio-tiempo es diferente, nuestro universo no tiene límites ni centro, algo que no es fácil de imaginar.
@EduardoSerra En cuanto al aspecto sin centro, encontré que el "problema" de ubicar el centro de la superficie de la Tierra es una buena analogía. Antes, cuando la gente todavía pensaba que la Tierra era un círculo plano, la gente dibujaba mapas como un área circular del territorio explorado con su ciudad capital en el centro del círculo. A medida que más y más ciudades comenzaron a producir mapas con su ciudad en el centro, la gente comenzó a preguntarse qué ciudad es en realidad el Centro Mundial. Entonces los griegos se dieron cuenta de que la Tierra es esférica y por lo tanto no tiene centro; solo los mapas tienen centros, y los centros de mapas son arbitrarios de todos modos.

Respuestas (2)

Respuesta rápida: porque no entraron en nuestro horizonte de eventos. Algunos nunca lo harán. Y algunos saldrán de nuestro horizonte de eventos: sus últimos fotones que se recibirán aquí se enviarán ahora mismo.

Hagamos algunas verificaciones de hechos primero:

[...] las galaxias que ahora están en el 'borde' (teóricamente no visible) deben haber estado (en algún momento) en el lugar donde la Tierra está ahora [...]

De acuerdo con los cálculos actuales , las primeras galaxias pueden haberse formado alrededor de 200 millones de años después del Big Bang; las estimaciones más antiguas estaban en el rango de 400-500 MY. Durante mucho, mucho tiempo, no se vieron estrellas. Entonces, si retrocedes en el tiempo, no verás las mismas estructuras que vemos hoy.

En segundo lugar, y eso puede ser un experimento mental incómodo, nada más ocupaba nuestro lugar aparte de nosotros mismos. Le pediré que disculpe el cliché, pero el viejo ejemplo del globo es muy adecuado para explicar esto:

ingrese la descripción de la imagen aquí

A medida que el universo se expande, la distancia entre los cuerpos celestes aumenta. Ahora, aquí hay una forma de decirlo: se está generando espacio entre los objetos .

Y no solo eso: si bien hay un límite en la velocidad con la que puede moverse en la superficie del globo, no se aplica a la cantidad de espacio que se genera .

Como consecuencia directa, hay una burbuja a nuestro alrededor que básicamente funciona de la misma manera que el horizonte de eventos de un agujero negro:

  • En un agujero negro, la gravedad es tan fuerte que su atracción sobre los fotones excede C (la velocidad de la luz, o 299 792 458 m/s);
  • En un objeto marginal, la cantidad de espacio generado por la expansión, por segundo, puede exceder a C ; sus fotones nunca llegarán a la Tierra.

Y parece que vivimos en un universo acelerado , es decir, la relación de aceleración espacial en realidad está aumentando. Si eso es correcto, algunos objetos marginales se escaparán de nuestro horizonte de eventos, desapareciendo (desde nuestro punto de vista) en una muestra de la muerte térmica del universo .

Miedo, ¿eh?

Fantástica explicación!!! Muchas gracias por la elaboración.

El espacio que observamos se comporta aproximadamente como la superficie de una esfera en expansión, y solo podemos mirar a lo largo de su superficie. El interior de la esfera ha existido en el pasado, el exterior existirá en el futuro.

La superficie de una esfera es bidimensional. Nuestro espacio tiene una dimensión más; se puede pensar que está incrustado en un espacio de 4 dimensiones ( hiperespacio ), aunque este hiperespacio incrustado no necesita existir para describir nuestro universo.

Al igual que la superficie de una esfera en expansión tiene un área finita y sin límite, nuestro espacio tridimensional puede ser finito para un tiempo fijo de expansión, sin límite.

El universo (el radio de la esfera, si lo desea) se expande más rápido que la velocidad de la luz, por lo tanto, no podemos mirar completamente alrededor del universo para ver nuestro propio pasado, sino solo hasta el punto en que comenzó su expansión. El punto de partida (big bang) parece opaco.

Vemos el resplandor del Big Bang en cualquier dirección como un fondo cósmico de microondas .

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