Viajando a la velocidad de la luz mientras el universo se expande

Todo dentro del llamado horizonte de eventos cósmico es, en principio, posible de alcanzar en un tiempo finito. Dados los diversos parámetros observables que entran en la ecuación de Friedmann , es posible calcular su distancia a aproximadamente 16.500 millones de años luz (Glyr).

Es decir, todo lo que hoy está a menos de 16,5 Glyr de distancia es posible alcanzarlo en un tiempo finito (al menos para un rayo de luz). Todo lo que está más lejos será arrastrado por esa expansión del Universo a un ritmo más rápido de lo que incluso la luz puede alcanzar.

Entonces, la respuesta a su pregunta 1 es "sí". La respuesta a Q2 es, como ya ha respondido descheleschilder, no: cuanto más rápido vaya, menos tiempo pasará en su marco de referencia.

La respuesta a su Q4 también es sí; cuanto más lejos esté el viajero de la Tierra, más rápido la hará retroceder la expansión. Dado que este movimiento no es un movimiento a través del espacio, la velocidad de recesión no está limitada por la relatividad especial y, por lo tanto, puede aumentar sin límites.

Por ejemplo, un fotón que sale de la Tierra ahora, retrocede en$v=c$, pero tan pronto como está a unos pocos millones de años luz de distancia, fuera del Grupo Local de galaxias que están unidas gravitacionalmente a la Vía Láctea, aumenta su velocidad y comienza a tener$v>c$. Esta velocidad es con respecto a la Tierra; localmente , su velocidad siempre es$c$.

¡Bienvenido a la "familia", Komil!

Déjame tratar de dar una respuesta. Por analogía con un automóvil que viaja por una carretera en un mundo donde hay una velocidad máxima para la luz mucho menor que en el mundo real.

1) Sí, el viajero llegará al destino (tal vez una ciudad a la que se dirige). Digamos que el viajero viaja con la máxima velocidad posible (digamos$30(\frac {km} {h})$). Cuando el camino debajo de él se estira, la distancia recorrida también se estira.

2) Debido a que está viajando a la máxima velocidad posible, no habrá pasado el tiempo para él o ella (o ambos), al igual que los fotones no experimentan el paso del tiempo (toda la velocidad del fotón es a través del espacio, ninguna a través del tiempo).

3) La distancia recorrida por el automóvil es$\frac{46}{13,8}$veces la distancia si el camino no se estirara (o menos si el camino se contrajera) a la familia.

4) Efectivamente, para el viajero el lugar donde inició su viaje se estará alejando con una velocidad superior a la de la luz (en este caso$30(\frac{km}{h})$. Pero esto no significa que el automóvil viaja más rápido que la luz. Sin embargo, la expansión de la carretera hace que parezca eso.

Primero, tiene razón, que a medida que el universo se expande, el espacio mismo se expande, y la luz que viaja durante 13 mil millones de años no podrá alcanzar objetos que originalmente estaban a 13 mil millones de años luz de distancia. Esto se debe a que el espacio entre el objeto y el lugar de emisión original de la luz se expande en los 13 mil millones de años a medida que viaja la luz. En los últimos 13 mil millones de años hasta la fecha, esto resultó ser una distancia de 46 mil millones de años luz.

Ahora, hoy, si miraras esto, sería incluso más de 46 mil millones de años luz, porque la expansión se está acelerando.

1. No, el viajero no llegará al destino

2. si mira su propio reloj, le marcará normalmente. Si compara su reloj con un reloj en la tierra, entonces dependerá de su velocidad de viaje. Si viaja cerca de la velocidad de la luz, entonces, debido a la SR, verá que su propio reloj avanza más lento que el reloj de la Tierra. (desafortunadamente, debido a la simultaneidad de la relatividad, la persona en la tierra vería lo mismo en su propio reloj)

3. depende de la velocidad del viajero, supongamos casi la velocidad de la luz. La distancia del viajero a la tierra será de más de 13 mil millones de años luz, porque el espacio entre el viajero y la tierra se expandió durante 13 mil millones de años. La distancia entre el viajero y el destino es también de más de 13 mil millones de años luz. Esto se debe a que incluso con el ejemplo anterior, 46 mil millones de años luz quitan 13 mil millones (esta es una matemática muy simplificada) sigue siendo 33 mil millones. Y la expansión del espacio se está acelerando.

4. La expansión se está acelerando, y en un momento dado, sí, todos verán que el resto del universo retrocede a una velocidad mayor que la de la luz.