Estaba leyendo El universo se está expandiendo a una velocidad enorme y, a partir de las respuestas dadas, me preguntaba cómo la expansión del universo no se limita a la velocidad de la luz, sino que la tasa de expansión observada es relativa a la distancia entre los dos objetos. Por lo tanto, hay partes del universo que observamos que son oscuras/negras, pero tal vez haya una galaxia tan lejana que se está expandiendo alejándose de nosotros a un ritmo más rápido que la velocidad de la luz, por lo que la luz emitida por las estrellas se nunca podrá alcanzarnos.
¿Sería posible que la expansión del universo fuera lo suficientemente lenta como para que pudiéramos ver esta galaxia y, sin embargo, el universo continuara expandiéndose?
Sí. Mientras el universo esté desacelerando en su expansión, la luz emitida desde una galaxia más allá de la esfera del Hubble eventualmente llegará a la Tierra.
A través de la ley de Hubble, , vemos que existe esta interesante distancia a la que los objetos parecen alejarse de la Tierra a la velocidad de la luz. Existe sin importar la tasa de expansión: inflacionaria o no. Se llama distancia de Hubble, radio de Hubble o escala de Hubble. Es el radio de la esfera de Hubble, delimitando una región del espacio con la Tierra en el centro. Se podría suponer que marca el borde del universo observable, que es la distancia más lejana en el universo que podemos ver actualmente. Después de todo, ¿cómo los objetos distantes que se mueven a velocidades que superan la de la luz emiten luz que tiene alguna esperanza de alcanzarnos aquí en la Tierra?
Considere una galaxia ubicada más allá del radio de Hubble a una distancia mayor que que emite un fotón hacia la Tierra. Por supuesto, localmente este fotón está viajando a de acuerdo con la relatividad especial (aquí, es la velocidad peculiar , es decir, la velocidad de un objeto medida en relación con la expansión). Pero, debido a la expansión, el fotón inicialmente se está alejando de la Tierra con una velocidad (donde las velocidades positivas apuntan lejos de la Tierra, en la dirección de expansión). Debido a que esta galaxia y la luz que emite están siendo barridas de nosotros por la expansión del espacio, de hecho parecería que esta galaxia es inobservable para siempre. Pero eso estaria mal. ¡Mucha gente comete este error! La clave es examinar cómo evoluciona en el tiempo. Si se está haciendo más pequeño en el tiempo, si el universo se está desacelerando en su expansión, entonces debe disminuir también porque la velocidad de recesión se debe a la expansión. Y, en el espíritu de la Ley de Hubble, cuanto más lejos esté el objeto, ¡más rápida será su desaceleración!
Podemos ver esto obteniendo una expresión para cuando se permite variar: , dónde es la tasa de cambio de la tasa de expansión. Con , esto se convierte . Si introducimos algo llamado el parámetro de desaceleración , , entonces obtenemos algo muy parecido a la Ley de Hubble, pero para
JG