He leído que se cree que el tamaño del Universo observable es de unos 46 000 millones de años luz, y que la luz que vemos de las galaxias más distantes se emitió hace unos 13 700 millones de años como resultado de la expansión. Entonces, ¿la distancia real que han viajado los fotones es 46 mil millones de años luz o 13,7 mil millones de años luz?
La luz siempre viaja a la velocidad de la luz cuando está en el vacío. El espacio es un vacío bastante bueno. Entonces, si ha estado viajando durante 13.700 millones de años, entonces ha viajado 13.700 millones de años luz.
No hay contradicción aquí. Sí, esas galaxias están ahora a 46 mil millones de años luz de distancia, pero esto se debe a que el universo se ha expandido. Puede encontrar muchas preguntas relacionadas con esto en Physics SE.
Una respuesta Wiki de la comunidad que registra el comentario de otra persona (Ben Crowell) que creo que es digno de ser una respuesta permanente.
La longitud adecuada es cero, porque la trayectoria del fotón es similar a la de la luz. Si desea definir el "odómetro" del fotón, no puede hacerlo en el marco del fotón, porque un fotón no tiene un marco de reposo. Los 13,7 Gyr se miden en un reloj que está en reposo en relación con el flujo del Hubble. Los 13,7 Glyr se miden en una cadena de reglas, cada una en reposo en relación con el flujo del Hubble.
Aquí, el "flujo de Hubble" es simplemente el movimiento de los objetos astronómicos que se debe totalmente a la expansión del espacio-tiempo (definido por la derivada del factor de escala en la métrica FLRW )
Cálculo simple: la edad del universo observable es de 13.800 millones de años. La distancia que recorre la luz en un año es de 6 billones de millas. Entonces 13,8 billones x 6 billones = 8.28e+22. (Caída del micrófono...)
La edad del universo es de aproximadamente 13.800 millones de años, por lo que cualquier cosa con el registro de viaje más largo solo puede viajar 13.800 millones de años luz como máximo (en cualquier dirección; no necesariamente a la Tierra) porque nada puede viajar más rápido que la luz.
Ahora, estamos en el centro del universo observable (que es esférico con un radio visible de 13.800 millones de años), por lo que los poseedores de registros de viajes más largos son los más antiguos y están en el borde del universo observable y han viajado 13.800 millones de años luz, por lo que lejos.
El radio real calculado de 46 mil millones de años luz es diferente del radio visible porque el universo se ha expandido.
Entonces, la respuesta a tu pregunta es 13.800 millones de años luz.
Chris Laforet
ProfRob
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Selene Routley
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