Imagen de una parte extremadamente remota del universo, muchas galaxias están a decenas de miles de millones de años luz de nosotros.Varios hechos fundamentales están conectados con el Universo, su origen, su historia, su estado actual, que son muy difíciles de poner en conciencia. Uno de ellos es el Big Bang, la idea de que el Universo comenzó hace un cierto número de años, es decir, 13.8 mil millones. Luego ocurrió el primer momento, desde el cual podemos describir el Universo tal como lo conocemos hoy: lleno de materia y radiación y los ingredientes que finalmente se convirtieron en estrellas, galaxias, planetas y personas. ¿Hasta dónde podemos mirar? Puedes pensar que dado que todo en el Universo está limitado por la velocidad de la luz, será un período de 13.8 mil millones de años. Pero esto no es así, y uno de los lectores quiere saber:
¿Cómo podemos estudiar un tramo de espacio de 92 mil millones de millas [aparentemente significa años luz - aprox. trans.] ¿Cuándo nos llegó la luz de los bordes solo 13.700 millones de años? Incluso si suponemos que estos puntos se alejaron más de nosotros durante el viaje de la luz, y calculamos dónde deberían estar, y no dónde los vemos, y dado que el espacio a tales distancias se expande más rápido que c, todavía parece que esto Números demasiado grandes.
Este problema puede abordarse desde tres lados, pero solo uno será cierto.
Imagen logarítmica del Universo observable presentada por el artista.1) La materia está en todas partes, y la luz se mueve a la velocidad de la luz. Por defecto, las personas tienen una imagen así. Puedes imaginar el Universo lleno de estrellas y galaxias donde sea que mires, y el hecho de que estas estrellas y galaxias comenzaron a formarse casi inmediatamente después del comienzo de todo. Por lo tanto, cuanto más esperemos, más lejos podremos ver, ya que la luz se mueve en línea recta con la velocidad de la luz. Por lo tanto, después de 13.8 mil millones de años, podemos esperar que podamos mirar hacia atrás casi 13.8 mil millones de años, restando solo el tiempo que llevó la formación de estrellas y galaxias después del Big Bang.
2) La sustancia está en todas partes, la luz se mueve con velocidad c, y todo puede moverse en el espacio. El problema tiene otro nivel: no solo hay un montón de sustancias emisoras de luz, sino que estos objetos también se mueven entre sí. Dado que también pueden moverse a casi la velocidad de la luz de acuerdo con las reglas de SRT, y la luz se mueve en su dirección a la velocidad de la luz, podemos esperar que podamos mirar a una distancia de casi dos veces más que en el primer párrafo. Quizás los objetos ahora se puedan ubicar a una distancia de 27,6 mil millones de años luz de nosotros, si la luz emitida por ellos solo ahora nos alcanza, y ellos mismos se alejan de nosotros casi a la velocidad de la luz.
3) La materia está en todas partes, la luz se mueve con velocidad c, todo puede moverse en el espacio y el Universo se expande. Este último nivel es el menos intuitivo y causa la mayoría de los problemas. Sí, el espacio está lleno de materia, que se acumula rápidamente en estrellas, galaxias y estructuras más grandes. Sí, la luz que emite se mueve con la velocidad c, la velocidad de la luz en el vacío. Toda esta materia puede moverse en el espacio, con mayor frecuencia debido a la atracción gravitacional mutua de varias secciones con mayor y menor densidad. Todo esto es lo mismo que en la opción 2.
Agrega que el espacio en sí también se está expandiendo. Cuando miras una galaxia distante y ves que es más roja de lo normal, comúnmente se cree que es más roja debido al movimiento que se aleja de nosotros, como resultado de lo cual la luz cambia a la parte roja del espectro de ondas. Del mismo modo, el sonido de una sirena que se aleja de ti cambia a ondas más largas y parece más bajo. Pero todo esto se aplica a la segunda opción. GR agrega otro punto, la expansión del espacio. Y con la expansión del Universo, la estructura del espacio se estira, y para las ondas de luz individuales en el espacio, ¡las longitudes también aumentan!
Puede decidir que estos dos efectos no se pueden distinguir. Si todo lo que se puede medir es la longitud de onda de la luz que llega a su ojo, ¿cómo puede estar seguro si se estira debido al movimiento o al tejido del espacio? Resulta que existe una relación entre el desplazamiento al rojo (y, por lo tanto, la longitud de onda) y el brillo observado de la galaxia, que depende de la distancia. En un Universo que no se expande, como describimos anteriormente, la distancia máxima que puede mirar será de dos años del Universo en años luz: 27,6 mil millones de años luz. ¡Pero en el Universo de hoy, ya hemos visto galaxias más distantes!
Descripción general de GOODS-North, en la foto una de las galaxias más distantes de todas las que hemos visto. La mayoría son más de 30 mil millones de años luz.Entonces, ¿hasta dónde podemos mirar? Si no hubiera energía oscura en el Universo, entonces los objetos más lejanos son estrellas, galaxias, el resplandor residual del Big Bang, etc. - se limitaría a 41.4 mil millones de años luz. Pero en un universo de energía oscura, este valor es aún mayor, ya que asciende a unos 46 mil millones de años luz para la energía oscura observada.
blogs-images.forbes.com/startswithabang/files/2016/08/1-U1TKSOmpfiu_JRkSDzPquA.jpgLa línea punteada es la predicción de STR, la línea continua es GR, para distancias en el Universo en expansión. Las observaciones coinciden con las predicciones de GR.
Al unir todo esto, obtenemos que la distancia a la que observamos el universo de un extremo al otro es de 92 mil millones de años luz. No olvides que se está expandiendo constantemente. Si salimos a la carretera hoy a la velocidad de la luz, podríamos pasar solo un tercio de su tamaño, aproximadamente el 3% del volumen.
Por lo tanto, aunque 92 mil millones de años luz parecen ser un gran valor para el Universo con una edad de 13.8 mil millones de años, es el valor correcto para el Universo, lleno de materia, energía oscura y obedeciendo las leyes de GR. La razón de este enorme tamaño es que el espacio se está expandiendo, y ese nuevo espacio se está creando constantemente entre las galaxias, grupos y cúmulos conectados. Si tiene en cuenta todo lo que contiene, lo controla y cómo apareció, resulta que no podría ser de otra manera.