¿Se ralentiza el tiempo porque el universo se está expandiendo a un ritmo acelerado?

Si el universo se expande a un ritmo acelerado, de modo que el alejamiento de las galaxias entre sí se acelera, entonces el tiempo también debería ralentizarse. Y cuando el universo se acelere a la velocidad de la luz, entonces el tiempo debería detenerse.

¿Se ralentiza el tiempo porque el universo se está expandiendo a un ritmo acelerado? ¿Puede algún físico explicar si esto es cierto o no?

Esto va a sonar un poco pedante, pero "expansión" es diferente de "velocidad" o "velocidad": la expansión de un volumen significa que el volumen en expansión se hace más grande, mientras que la velocidad se refiere a la tasa de movimiento de todo el volumen hacia un punto fuera de él. Es por eso que las cosmologías inflacionarias permiten que ocurra la expansión, en el primer instante después de su "big bang" o "big rebote", a una velocidad que es varias veces la velocidad de la luz (-Creo que 6 veces la velocidad de la luz es posible tasa mencionada por el físico Vilenkin, en su libro de ciencia pop titulado "Muchos mundos en uno").

Respuestas (3)

Sí, el tiempo corre más lento para los objetos lejanos, como se observa desde nuestro punto de vista; esta es una predicción de la relatividad general. Y sí, debido a que la expansión se acelera, esta vez la dilatación lentamente, muy lentamente, se vuelve más pronunciada (esto sucedería incluso si la expansión no se acelerara , sino que siguiera al mismo ritmo).

Esta dilatación del tiempo es un efecto bien conocido y siempre se tiene en cuenta al hacer observaciones. Por ejemplo, cuando se observan supernovas distantes, uno suele estar interesado en cómo disminuye su luminosidad en función del tiempo. Esto se llama su curva de luz . Para comparar las curvas de luz con diferentes corrimientos al rojo, generalmente se convierten a su marco de reposo, es decir, cómo se verían si estuvieras "parado junto a la supernova" (por ejemplo, Goldhaber et al 2001 ).

Sin embargo, la dilatación del tiempo no funciona exactamente como parece pensar. En la galaxia con un corrimiento al rojo de z tiene su tiempo dilatado por un factor de 1 + z , por lo que el tiempo corre el doble de lento para una galaxia en, digamos, z = 3 que para una galaxia en z = 1 . Galaxias con desplazamientos al rojo mayores que z ∼ 1.5 retrocede más rápido que la velocidad de la luz, y el tiempo no se detiene en absoluto aquí. Solo para z → ∞ , es decir, al comienzo del tiempo en el Big Bang, la dilatación del tiempo se aproxima al infinito.

No estoy de acuerdo con esta apreciación. En primer lugar, en el contexto de las coordenadas FRW, la diferencia entre la desaceleración del observador de los relojes lejanos no se atribuye a la dilatación del tiempo, ya que todos los relojes de los observadores comóviles funcionan al mismo ritmo que el tiempo cosmológico. En segundo lugar, incluso si quisiera atribuir esto a la dilatación del tiempo (lo cual no es necesariamente incorrecto), entonces no sería porque las supernovas están lejos en el espacio o porque se están alejando, es porque están lejos en el tiempo y la luz que emiten. era de una época en que el factor de escala del Universo era menor que el actual.
@JohnDavis: Estoy de acuerdo en que la dilatación del tiempo no se debe a que estén lejos. Pero debido a que estar lejos significa retroceder rápidamente, su tiempo corre más lento. El número de fotones recibidos por segundo de una fuente en redshift z es menor por un factor 1 + z de lo que se emite. Si con un telescopio mágicamente poderoso pudieras observar un extraterrestre con un reloj que mide el tiempo cosmológico, entonces lo verías correr más lento por el mismo factor. Esa es la dilatación del tiempo.
Sin embargo, el cambio de Hubble no es una función de la velocidad de recesión y es posible observar el cambio de Hubble en un objeto que tiene una velocidad de recesión cero tanto en el momento de la emisión como en el de la observación (aunque el factor de escala tendría que evolucionar de una manera no realista) . Tampoco se considera que el desplazamiento hacia el rojo se deba exclusivamente a la dilatación del tiempo cuando la distancia entre los objetos está cambiando, por ejemplo, en SR puede aparecer desplazado hacia el azul y, por lo tanto, acelerado cuando solo está involucrado el movimiento de inercia, aunque haya dilatación del tiempo.
No es imposible atribuir el cambio de Hubble a la dilatación del tiempo, aunque sería una forma poco convencional de verlo y sería problemático desde un punto de vista conceptual. Sin embargo, si lo hiciera, tendría que decir que fue el resultado de que los relojes iban más lentos en el pasado debido a un factor de escala más pequeño y no debido a la velocidad de recesión.
No, no, no quiero decir que el cambio del Hubble (con esto supongo que te refieres al cambio en la longitud de onda debido a la expansión del Hubble) sea causado por la dilatación del tiempo, pero la dilatación del tiempo y el corrimiento al rojo son causados ​​por la misma razón, a saber expansión. Tienes toda la razón en que, en principio, podemos imaginar un universo estático donde la luz se emite desde una galaxia distante, y en su camino hacia nosotros, el universo de repente se expande por un factor. z , luego deja de expandirse, en cuyo caso observaríamos el mismo efecto. Simplemente parece que no estamos viviendo en tal universo.
Entonces, si lo entiendo bien, se opone a mi frase "el tiempo corre más rápido para los objetos lejanos, como se observa desde nuestro punto de vista, porque se alejan de nosotros a altas velocidades". Supongo que sería más correcto decir "porque el Universo se ha estado expandiendo mientras tanto". ¿Te estoy entendiendo bien?
Me opongo al uso del término "dilatación del tiempo". La dilatación del tiempo no es un término que se aplique normalmente a esta situación, ya que implica, en su sentido más general, la comparación del tiempo propio de un observador entre dos eventos con un tiempo coordinado entre esos dos eventos. Esto es lo que es en SR y esto es lo que es cuando se habla de dilatación del tiempo gravitacional. Sin embargo, en esta situación, casi siempre usamos las coordenadas FLRW y el tiempo adecuado para un observador con movimiento conjunto entre dos eventos es el mismo que el tiempo de coordenadas FLRW, aunque los observadores con movimiento conjunto observan un desplazamiento hacia el rojo entre sí.
Ok, espera, acabo de descubrir un gran error. Escribí "el tiempo corre más rápido ". Obviamente quise decir "el tiempo corre más lento ". editaré
Pero creo que el error anterior no era a lo que te referías. En cuanto al término "dilatación del tiempo", tal vez los astrónomos sean más descuidados que los físicos. Creo que usamos el término simplemente para referirnos al hecho de que el tiempo corre más lento en algún otro marco de referencia.
Distingo más entre la tasa observada de desaceleración de los relojes y la dilatación del tiempo. Recuerde que el corrimiento hacia el rojo ocurre incluso en la física newtoniana (y por eso los relojes parecían ir más lentos), pero el tiempo corre al mismo ritmo para todos los observadores.
Eso es, por supuesto, asumiendo una velocidad constante de la luz (NB, por supuesto, también pueden parecer correr rápido, o incluso al revés en la física newtoniana)

En general, es mejor abstenerse de usar 'inflación' a menos que esté hablando de la inflación del Universo temprano. Más bien, el Universo se está expandiendo a un ritmo acelerado.

El quid de esta pregunta parece estar en lo que llamas 'el' tiempo. No existe tal cosa como 'el' tiempo, y no estoy seguro de qué definición de tiempo esperas que se detenga. El tiempo está perfectamente bien definido en cualquier marco de reposo y no se verá afectado por la expansión general del Universo, sea cual sea el ritmo.

" El tiempo es lo que se puede leer en los relojes. " – atribuido a Albert Einstein.

Nuestro tiempo no se ralentiza debido a la expansión del universo. Y el tiempo no se detendrá.

Sin embargo , la dilatación del tiempo sí ocurre, y esto es algo diferente.

Cuando algo se mueve a una velocidad muy alta, en relación con nosotros, vemos que el tiempo se ralentiza. A medida que las galaxias más distantes se alejan de nosotros a gran velocidad, los eventos en esas galaxias (desde nuestro punto de vista) parecerían ocurrir más lentamente. Esto se observa en el momento en que las supernovas se iluminan y se desvanecen descritas en este artículo .

Los habitantes de esas galaxias no percibirían ningún cambio en el ritmo del tiempo. (más bien verían nuestros relojes ralentizarse, ya que somos nosotros los que nos movemos rápido, desde su perspectiva)

La tasa de expansión está aumentando (aunque es un misterio por qué debería ser así), pero ninguna parte del universo se acelerará a la velocidad de la luz, ya que nada puede viajar a la velocidad de la luz. Entonces la dilatación del tiempo seguirá siendo finita.

Objeto que "ninguna parte del universo se acelerará a la velocidad de la luz, ya que nada puede viajar a la velocidad de la luz" en conjunción con la expansión del universo. Está claro que ninguna masa, energía o información puede transferirse más rápido que el sol. Pero los objetos en una distancia lo suficientemente alejada de cualquier observador en cualquier punto del universo no "viajan" debido a un movimiento propio sino debido al espacio. emergiendo en cualquier punto intermedio. Con esta generación espacial no hay transferencia de masa, energía o información, por lo tanto, esta generación puede conducir a velocidades mayores que las del sol.
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