Expansión del espacio y corrimiento al rojo

Asumiendo que el espacio realmente se está expandiendo -

Debido a la expansión del espacio, se supone que las galaxias distantes se están alejando de nosotros.

Cuando la luz sale de una galaxia distante, su longitud de onda se desplaza hacia el rojo debido al efecto doppler.

Pero a partir de entonces, la luz sigue propagándose a través del espacio que se expande continuamente. Con la expansión del espacio, el desplazamiento hacia el rojo debería seguir aumentando durante miles de millones de años mientras viaja.

Por lo tanto, el desplazamiento hacia el rojo acumulativo debe ser mucho mayor de lo que debería ser debido al efecto doppler al inicio.

¿Se ha tenido en cuenta este efecto cuando se realizan los cálculos de la tasa de expansión del universo?

Porque cuanto más lejos está la fuente, más tiempo tiene la luz para viajar a través del espacio en expansión, lo que hace que el desplazamiento hacia el rojo sea aún mayor.

Además, ¿no es posible que algunas galaxias puedan estar viajando hacia nosotros pero debido al corrimiento al rojo acumulativo (debido a la expansión del espacio), parecen estar alejándose?

La misma lógica debería aplicarse a las ondas gravitacionales, su frecuencia, longitud de onda y amplitud.

La pregunta es: ¿tiene algún sentido el desplazamiento hacia el rojo acumulativo (debido al viaje a través del espacio en constante expansión)? Si es así, ¿se ha tenido en cuenta al hacer los cálculos?

si, así se ha encontrado la expansión acelerada en.wikipedia.org/wiki/Accelerating_expansion_of_the_universe
@annav: Gracias, lo encontré bajo el corrimiento al rojo cosmológico en wiki.

Respuestas (2)

El corrimiento al rojo de las galaxias distantes se debe principalmente a la expansión del espacio mientras la luz ha estado viajando hacia nosotros. El "desplazamiento al rojo acumulativo" al que se refiere es el "desplazamiento al rojo cosmológico".

Las galaxias también tienen una velocidad "peculiar" con respecto al marco de reposo cosmológico de movimiento conjunto. Esto produce un desplazamiento doppler regular.

Un ejemplo ayuda. Hay 100 galaxias unidas gravitacionalmente en un cúmulo de galaxias que está tan lejos que el corrimiento al rojo promedio es 0.1 (la luz tiene longitudes de onda 10% más largas). Este corrimiento al rojo está dominado por el corrimiento al rojo cosmológico.

Sin embargo, si las galaxias se toman individualmente, algunas tienen desplazamientos hacia el rojo un poco mayores que 0,1, otras un poco más pequeñas (para un cúmulo típico, esto podría equivaler a una dispersión de 0,002 en el desplazamiento hacia el rojo). Esto se debe a que las galaxias tienen su propio movimiento peculiar con respecto al cúmulo.

Como digo, los movimientos peculiares tienden a producir corrimientos al rojo de magnitud 0,001-0,002. El corrimiento al rojo cosmológico aumenta con la distancia (¡ley de Hubble!), así que una vez que las galaxias están lo suficientemente lejos como para que sus corrimientos al rojo cosmológicos sean mayores que esto (mucho más de unos 300 millones de años luz), entonces los movimientos peculiares se vuelven insignificantes.

Si el desplazamiento hacia el rojo aumenta con la expansión del espacio, ¿se puede considerar el espacio como un medio para las ondas EM? De lo contrario, ¿cómo afectaría la expansión del espacio al desplazamiento hacia el rojo?

Las velocidades de recesión no son velocidades reales. Pueden y superan con creces la velocidad de la luz. El efecto Doppler no puede aplicarse a tales velocidades. No hay efecto Doppler asociado con el corrimiento al rojo cosmológico. El desplazamiento Doppler local (rojo o azul) se agrega al desplazamiento hacia el rojo cosmológico, pero generalmente es insignificante.

Una buena analogía es un globo que se expande con una velocidad V. La velocidad de recesión de dos puntos cualquiera en la superficie, separados por más que el radio del globo, excede a V aunque nada físico se mueva más rápido que V.