¿Se están expandiendo las galaxias alejándose de nosotros a más de la velocidad de la luz? [duplicar]

Te ha confundido un sutil error que parece cometerse siempre al tratar de expresar en palabras la limitación de la velocidad de la luz de la Relatividad.

Lo que es fundamental es algo llamado Simetría de Lorentz, también conocido como Invarianza de Lorentz , que es la base de la Relatividad. Esta simetría es una simetría local y es una fuerte simetría del universo físico. Básicamente, lo que dice es que las leyes de la física son independientes de la velocidad. Una consecuencia de esta simetría es que dos objetos no pueden cruzarse a una velocidad superior a la de la luz. (La razón por la cual no es especialmente difícil, pero se explica mejor usando matemáticas en lugar de palabras).

La relatividad general no es una teoría local, es una teoría de la estructura del espacio-tiempo, pero su estructura local es la de la relatividad especial y, por lo tanto, tiene simetría de Lorentz. Una de las consecuencias sorprendentes (absolutamente sorprendentes: el propio Einstein no lo creyó durante muchos años) de la Relatividad General es que el espacio-tiempo no es estable, sino que debe expandirse o contraerse. Esta expansión no son las galaxias que vuelan más y más hacia el vacío como los pedazos de una granada de mano explotada, sino que es el espacio-tiempo mismo expandiéndose por todas partes (no hay un centro de expansión) y las galaxias en todas partes más o menos sentadas inmóviles en el expandiendo el espacio-tiempo y siendo llevado junto con él.

Si elige dos puntos que están lo suficientemente separados, pueden alejarse uno del otro a una velocidad mayor que la de la luz o, alternativamente y con la misma corrección, se pueden crear más de 300,000 km de espacio nuevo entre ellos. segundo. Debido a que nada se mueve uno al lado del otro a velocidades FTL, la simetría local de Lorentz se conserva y Einstein está feliz y sus ecuaciones están satisfechas y todo está bien con el universo.

Tenga en cuenta que todo lo que he dicho está mal, pero espero que no sea engañosamente incorrecto. Realmente necesitas hacer los cálculos para ver lo que realmente está sucediendo.

Pero el resultado es que no podemos volar a la Luna (o Marte o Alfa Centauro o donde sea) y regresar a una velocidad más rápida que la luz, pero muchas galaxias distantes, que nunca volveremos a ver o escuchar, tienen acaba de pasar c alejándose de nosotros, y más lo hacen cada año.

Y, de hecho, hay otro error en la declaración citada, que es que la declaración implica que hay algo significativo en los objetos cuya distancia de nosotros aumenta más rápido que la velocidad de la luz, como si la luz de esos objetos nunca nos alcanzaría. Esto es incorrecto, habitualmente vemos galaxias que siempre se han estado separando de nosotros a una velocidad mayor que c: se estaban separando más rápido que cuando se emitió la luz, y solo se han estado acelerando desde entonces, sin embargo, las vemos claramente. porque un modelo donde el espacio mismo se expande a ese ritmo lo hace posible. Es sutil pero rutinario.

Dicho esto, también se debe mencionar que debido a que la expansión se está acelerando, la luz emitida ahora (es decir, en esta misma edad cosmológica) de las galaxias que se están separando de nosotros más rápido que c ahora nunca se podrá ver. Pero, de nuevo, no hay nada especial en c: la luz de las galaxias que se separan de nosotros a una velocidad inferior a c en este momento tampoco se verá nunca, solo depende de qué tan rápido sea la aceleración de aquí en adelante.