Hogar Bayas El universo se expande más rápido que la luz de la prueba. Expansión del Universo: la velocidad del proceso. ¿Qué tan grande es el universo observable?

El universo se expande más rápido que la luz de la prueba. Expansión del Universo: la velocidad del proceso. ¿Qué tan grande es el universo observable?

Analizando los resultados de las observaciones de las galaxias y la radiación de las reliquias, los astrónomos llegaron a la conclusión de que la distribución de la materia en el Universo (el área del espacio investigado excedía los 100 Mpc de ancho) es homogénea e isotrópica, es decir, no depende de la posición y dirección en el espacio (ver Cosmología) ... Y tales propiedades del espacio, según la teoría de la relatividad, conllevan inevitablemente un cambio con el tiempo en las distancias entre los cuerpos que llenan el Universo, es decir, el Universo debería expandirse o contraerse, y las observaciones indican expansión.

La expansión del Universo difiere significativamente de la expansión habitual de la materia, por ejemplo, de la expansión de un gas en un cilindro. Al expandirse, el gas cambia la posición del pistón en el cilindro, pero el cilindro permanece sin cambios. En el Universo, sin embargo, hay una expansión de todo el espacio como un todo. Por lo tanto, la pregunta en qué dirección tiene lugar la expansión pierde su significado en el Universo. Esta expansión se está produciendo a gran escala. No se produce expansión dentro de los sistemas estelares, galaxias, cúmulos y supercúmulos de galaxias. Tales sistemas ligados gravitacionalmente están aislados de la expansión general del Universo.

La conclusión de que el universo se está expandiendo es confirmada por las observaciones del corrimiento al rojo en los espectros de las galaxias.

Dejemos que las señales de luz se envíen desde algún punto del espacio en dos momentos, que se observan en otro punto del espacio.

Debido a un cambio en la escala del Universo, es decir, un aumento en la distancia entre los puntos de emisión y observación de la luz, la segunda señal debe recorrer una distancia mayor que la primera. Y como la velocidad de la luz es constante, la segunda señal se retrasa; el intervalo entre señales en el punto de observación será mayor que en el punto de partida. Cuanto mayor es la demora, mayor es la distancia entre la fuente y el observador. El estándar natural de frecuencia es la frecuencia de radiación durante las transiciones electromagnéticas en los átomos. Debido al efecto descrito de la expansión del Universo, esta frecuencia disminuye. Por lo tanto, al observar el espectro de emisión de alguna galaxia distante, todas sus líneas deben desplazarse hacia el lado rojo en comparación con los espectros de laboratorio. Este fenómeno de desplazamiento al rojo es el efecto Doppler (ver Velocidad radial) de la "recesión" mutua de las galaxias y se observa en la realidad.

El valor del corrimiento al rojo se mide por la relación entre la frecuencia de radiación modificada y la original. El cambio de frecuencia es mayor cuanto mayor es la distancia a la galaxia observada.

Así, midiendo el corrimiento al rojo de los espectros, resulta posible determinar las velocidades v de las galaxias con las que se alejan del observador. Las velocidades indicadas están relacionadas con distancias llamadas constante de Hubble.

La determinación exacta del valor está plagada de grandes dificultades. Basado en observaciones a largo plazo, el valor se acepta actualmente.

Este valor corresponde a un aumento en la velocidad de recesión de las galaxias igual a aproximadamente 50-100 km / s por cada megaparsec de distancia.

La ley de Hubble permite estimar distancias a galaxias ubicadas a grandes distancias del corrimiento al rojo de las líneas medidas en sus espectros.

La ley de recesión de las galaxias se dedujo sobre la base de observaciones de la Tierra (o, podría decirse, de nuestra Galaxia) y, por lo tanto, describe la distancia de las galaxias a la Tierra (nuestra Galaxia). Sin embargo, no se puede concluir de esto que es la Tierra (nuestra Galaxia) la que está en el centro de la expansión del Universo. Las construcciones geométricas simples nos convencen de que la ley de Hubble es válida para un observador en cualquiera de las galaxias que participan en la recesión.

La ley de expansión de Hubble indica que, en un momento, la materia del universo se encontraba en condiciones de densidades muy altas. El tiempo que nos separa de este estado se puede llamar condicionalmente la edad del Universo. Está determinado por el valor

Dado que la velocidad de la luz es finita, la región finita del Universo que podemos observar en la actualidad corresponde a la edad finita del Universo. Además, las partes observables más distantes del Universo corresponden a los primeros momentos de su evolución. En estos momentos, varias partículas elementales podrían nacer e interactuar en el Universo. Analizando los procesos que tuvieron lugar con la participación de tales partículas en el primer segundo de la expansión del Universo, la cosmología teórica encuentra, a partir de la teoría de las partículas elementales, respuestas a las preguntas de por qué no hay antimateria en el Universo y incluso por qué el Universo se está expandiendo.

Muchas de las predicciones de la teoría sobre los procesos físicos de las partículas elementales se relacionan con la región de energía inalcanzable en las condiciones modernas de laboratorio terrestre, por ejemplo, en los aceleradores.

Sin embargo, en el período anterior al primer segundo de la expansión del Universo, deberían haber existido partículas con tal energía. Por tanto, los físicos consideran el Universo en expansión como un laboratorio natural de partículas elementales.

En este laboratorio se pueden realizar "experimentos mentales", analizar cómo la existencia de una partícula en particular afectaría los procesos físicos en el Universo, cómo esta o aquella predicción de la teoría se manifestaría en observaciones astronómicas.

La teoría de las partículas elementales está involucrada en la explicación de la "masa oculta" del universo. Para explicar cómo se formaron las galaxias, cómo se mueven en cúmulos de galaxias y muchas otras características de la distribución de la materia visible, resulta necesario asumir que más del 80% de la masa del Universo está oculta en forma de partículas invisibles que interactúan débilmente. En este sentido, los neutrinos con masa en reposo distinta de cero, así como las nuevas partículas hipotéticas, se discuten ampliamente en cosmología.

El universo no es estático. Esto fue confirmado por los estudios del astrónomo Edwin Hubble allá por 1929, es decir, hace casi 90 años. Las observaciones del movimiento de las galaxias lo llevaron a esta idea. Otro descubrimiento de los astrofísicos a finales del siglo XX fue el cálculo de la expansión del Universo con aceleración.

¿Cómo se llama la expansión del universo?

Algunos se sorprenden al escuchar lo que los científicos llaman la expansión del universo. La mayoría de la gente asocia este nombre con la economía y con expectativas negativas.

La inflación es el proceso de expansión del Universo inmediatamente después de su aparición y con una fuerte aceleración. En la traducción del inglés "inflación" significa "bombear", "inflar".

Los oponentes de la teoría de la expansión utilizan nuevas dudas sobre la existencia de la energía oscura como factor en la teoría de la inflación en el Universo.

Luego, los científicos propusieron un mapa de agujeros negros. Los datos iniciales difieren de los obtenidos en una etapa posterior:

  1. Sesenta mil agujeros negros con una distancia entre los más lejanos de más de once millones de años luz, datos de hace cuatro años.
  2. Ciento ochenta mil galaxias de agujeros negros a trece millones de años luz de distancia. Datos obtenidos por científicos, incluidos físicos nucleares rusos, a principios de 2017.

Esta información, dicen los astrofísicos, no contradice el modelo clásico del Universo.

La tasa de expansión del universo es un desafío para los cosmólogos

Las tasas de expansión son de hecho un desafío para los cosmólogos y astrónomos. Es cierto que los cosmólogos ya no argumentan que la tasa de expansión del Universo no tiene un parámetro constante, las discrepancias se trasladaron a otro plano, cuando la expansión comenzó a acelerarse. Los datos sobre la itinerancia en el espectro de supernovas muy distantes del primer tipo demuestran que la expansión no es un proceso repentino.

Los científicos creen que el universo se redujo durante los primeros cinco mil millones de años.

Las primeras consecuencias del Big Bang provocaron primero una poderosa expansión y luego comenzó la contracción. Pero la energía oscura todavía influyó en el crecimiento del universo. Y con aceleración.

Los científicos estadounidenses comenzaron a crear un mapa del tamaño del Universo para diferentes épocas para averiguar cuándo comenzó la aceleración. Al observar las explosiones de supernovas, así como la dirección de concentración en galaxias antiguas, los cosmólogos han notado características de aceleración.

Por qué el universo se está "acelerando"

Inicialmente, se asumió que los valores de aceleración en el mapa compilado no eran lineales, sino que se convertían en sinusoides. Se le llamó la "ola del universo".

La onda del Universo indica que la aceleración no fue a una velocidad constante: se desaceleró o aceleró. Y varias veces. Los científicos creen que hubo siete procesos de este tipo en los 13.810 millones de años posteriores al Big Bang.

Sin embargo, los cosmólogos aún no pueden responder a la pregunta de de qué depende la aceleración-desaceleración. Las suposiciones se reducen a la idea de que el campo de energía del que se origina la energía oscura está subordinado a la onda del Universo. Y, moviéndose de una posición a otra, el Universo expande la aceleración y luego la ralentiza.

A pesar de lo convincente de los argumentos, siguen siendo una teoría. Los astrofísicos esperan que la información del telescopio orbital de Planck confirme la existencia de una onda en el Universo.

Cuando se encontró la energía oscura

Por primera vez empezaron a hablar de ello en los noventa debido a las explosiones de supernovas. Se desconoce la naturaleza de la energía oscura. Aunque Albert Einstein destacó la constante cósmica en su teoría de la relatividad.

En 1916, hace cien años, el universo todavía se consideraba sin cambios. Pero intervino la gravedad: las masas cósmicas invariablemente se golpearían entre sí si el universo estuviera inmóvil. Einstein declara la gravedad debido a la fuerza repulsiva cósmica.

Georges Lemaitre lo justificará mediante la física. El vacío contiene energía. Debido a sus vibraciones, que provocan la aparición de partículas y su posterior destrucción, la energía adquiere una fuerza repulsiva.

Cuando Hubble demostró que el universo se estaba expandiendo, Einstein lo llamó una mierda.

Influencia de la energía oscura

El universo se expande a una velocidad constante. En 1998, se presentaron al mundo datos del análisis de explosiones de supernovas del primer tipo. Se ha demostrado que el universo está creciendo cada vez más rápido.

Esto sucede debido a una sustancia desconocida, fue apodada "energía oscura". Resulta que ocupa casi el 70% del espacio del Universo. La esencia, las propiedades y la naturaleza de la energía oscura no se han estudiado, pero sus científicos están tratando de averiguar si estaba presente en otras galaxias.

En 2016, calcularon la tasa de expansión exacta para el futuro cercano, pero apareció un desajuste: el Universo se está expandiendo a un ritmo más rápido de lo que los astrofísicos habían sugerido anteriormente. Entre los científicos, han surgido disputas sobre la existencia de la energía oscura y su influencia en la tasa de expansión de los límites del universo.

La expansión del universo ocurre sin energía oscura.

La teoría de la independencia de la expansión del Universo de la energía oscura fue presentada por científicos a principios de 2017. Explican la expansión por un cambio en la estructura del Universo.

Científicos de las universidades de Budapest y Hawái han llegado a la conclusión de que la discrepancia entre los cálculos y la tasa de expansión real está asociada con un cambio en las propiedades del espacio. Nadie consideró lo que sucede con el modelo del universo a medida que se expande.

Dudando de la existencia de la energía oscura, los científicos explican: los mayores concentrados de materia del Universo afectan su expansión. En este caso, el resto del contenido se distribuye de manera uniforme. Sin embargo, el hecho sigue sin explicarse.

Para demostrar la validez de sus suposiciones, los científicos propusieron un modelo de mini-universo. Lo presentaron en forma de un conjunto de burbujas y comenzaron a calcular los parámetros de crecimiento de cada burbuja a su propio ritmo, dependiendo de su masa.

Este modelo del universo mostró a los científicos que puede cambiar sin tener en cuenta la energía. Y si "mezcla" la energía oscura, el modelo no cambiará, dicen los científicos.

En general, la controversia continúa. Los defensores de la energía oscura dicen que afecta la expansión de los límites del Universo, los oponentes se mantienen firmes, alegando que la concentración de materia es importante.

La tasa de expansión del universo ahora

Los científicos están convencidos de que el Universo comenzó a crecer después del Big Bang. Luego, hace casi catorce mil millones de años, resultó que la tasa de expansión del Universo es mayor que la velocidad de la luz. Y sigue creciendo.

En el libro de Stephen Hawking y Leonard Mlodinov, The Shortest History of Time, se observa que la tasa de expansión de los límites del universo no puede exceder el 10% por mil millones de años.

Para determinar la tasa de expansión del universo, en el verano de 2016, el premio Nobel Adam Riess calculó la distancia a las cefeidas pulsantes en galaxias cercanas entre sí. Estos datos nos permitieron calcular la velocidad. Resultó que las galaxias a una distancia de al menos tres millones de años luz pueden alejarse a una velocidad de casi 73 km / s.

El resultado fue asombroso: los telescopios en órbita, el mismo "Planck", hablaban a unos 69 km / s. Por qué se registró tal diferencia, los científicos no pueden dar una respuesta: no saben nada sobre el origen de la materia oscura, en la que se basa la teoría de la expansión del Universo.

Radiación oscura

Otro factor de "aceleración" del Universo fue descubierto por los astrónomos con la ayuda del "Hubble". Se cree que la radiación oscura apareció al comienzo de la formación del universo. Entonces había más energía en él, y no materia.

La radiación oscura ha "ayudado" a la energía oscura a expandir los límites del universo. Las discrepancias en la determinación de la velocidad de aceleración se debieron a lo desconocido de esta radiación, dicen los científicos.

El trabajo adicional de Hubble debería hacer que las observaciones sean más precisas.

La energía misteriosa puede destruir el universo

Los científicos han estado considerando este escenario durante varias décadas, los datos del Observatorio Espacial de Planck dicen que esto está lejos de ser una mera especulación. Fueron publicados en 2013.

"Planck" midió el "eco" del Big Bang, que apareció a la edad del Universo alrededor de 380 mil años, la temperatura era de 2700 grados. Además, la temperatura estaba cambiando. "Planck" también determinó la "composición" del Universo:

  • casi el 5% son estrellas, polvo cósmico, gas cósmico, galaxias;
  • casi el 27% es la masa de materia oscura;
  • alrededor del 70% es energía oscura.

El físico Robert Caldwell sugirió que la energía oscura tiene un poder que puede crecer. Y esta energía separará el espacio-tiempo. La galaxia se alejará en los próximos veinte a cincuenta mil millones de años, dijo el científico. Este proceso tendrá lugar con la creciente expansión de los límites del Universo. Esto arrancará la Vía Láctea de la estrella y también se desintegrará.

El espacio se ha medido durante unos sesenta millones de años. El sol se convertirá en una estrella enana moribunda y los planetas se separarán de él. Entonces la Tierra explotará. En los próximos treinta minutos, el espacio destrozará los átomos. El final será la destrucción de la estructura espacio-temporal.

Donde la Vía Láctea "vuela"

Los astrónomos de Jerusalén están convencidos de que la Vía Láctea ha alcanzado una velocidad máxima superior a la tasa de expansión del universo. Los científicos lo explican por el deseo de la Vía Láctea al "Gran Atractor", que es considerado el más grande, por lo que la Vía Láctea abandona el desierto espacial.

Los científicos utilizan diferentes métodos para medir la tasa de expansión del Universo, por lo que no hay un resultado único para este parámetro.

MOSCÚ, 26 de enero - RIA Novosti. Un equipo independiente de científicos ha confirmado que el universo se está expandiendo ahora incluso más rápido de lo que mostraron los cálculos basados ​​en las observaciones del "eco" del Big Bang, según una serie de cinco artículos aceptados para su publicación en Monthly Notices of Royal Astronomical Society.

“Las discrepancias en la tasa de expansión actual del Universo y las mostradas por las observaciones del Big Bang no solo se han confirmado, sino que también se han intensificado con nuevos datos sobre cómo las galaxias distantes están doblando la luz. Estas discrepancias pueden ser generadas por 'nueva física' fuera del Modelo Estándar de cosmología, en particular, alguna otra forma de energía oscura ", dijo Frederic Coubrin (Frederic Coubrin) de la Escuela Politécnica Federal en Lausana (Suiza).

Gentes oscuras del universo

Ya en 1929, el famoso astrónomo Edwin Hubble demostró que nuestro Universo no se detiene, sino que se expande gradualmente, observando el movimiento de las galaxias lejos de nosotros. A finales del siglo XX, los astrofísicos descubrieron, observando supernovas de tipo I, que no se expandía a una velocidad constante, sino con aceleración. La razón de esto, según los científicos actuales, es la energía oscura, una sustancia misteriosa que actúa sobre la materia como una especie de "antigravedad".

En junio pasado, el premio Nobel Adam Reiss y sus colegas que descubrieron el fenómeno calcularon la tasa exacta de expansión del universo actual utilizando estrellas cefeidas variables en galaxias cercanas, cuya distancia puede calcularse con una precisión ultra alta.

Astrofísicos: la expansión del universo se desaceleró y aceleró siete vecesEl proceso de expansión de nuestro Universo procede en una especie de ondas: en algunos períodos de tiempo la velocidad de esta "hinchazón" del universo crece, y en otras épocas cae, lo que ya ha sucedido al menos siete veces.

Este refinamiento dio un resultado extremadamente inesperado: resultó que dos galaxias, separadas por una distancia de aproximadamente 3 millones de años luz, se dispersan a una velocidad de aproximadamente 73 kilómetros por segundo. Esta cifra es notablemente más alta que los datos obtenidos con los telescopios en órbita WMAP y Planck, 69 kilómetros por segundo, y no se puede explicar usando nuestras ideas sobre la naturaleza de la energía oscura y el mecanismo del nacimiento del Universo.

Riess y sus colegas sugirieron que también existe una tercera sustancia "oscura", la "radiación oscura", que hizo que se acelerara más rápido que las predicciones teóricas en los primeros días de la vida del Universo. Tal afirmación no pasó desapercibida, y la colaboración H0LiCOW, que incluye a decenas de astrónomos de todos los continentes del planeta, comenzó a probar esta hipótesis mediante la observación de cuásares, núcleos activos de galaxias distantes.

El juego de velas y lentes cósmicos

Los quásares, gracias a un agujero negro gigante en su centro, doblan la estructura del espacio-tiempo de una manera especial, amplificando la luz que pasa por su entorno, como una lente gigante.

Si dos cuásares están ubicados uno detrás del otro para los observadores en la Tierra, surge algo interesante: la luz de un cuásar más distante se dividirá al pasar por la lente gravitacional del primer núcleo galáctico. Debido a esto, veremos no dos, sino cinco cuásares, cuatro de los cuales serán "copias" ligeras de un objeto más distante. Lo más importante es que cada copia será una "fotografía" del cuásar en diferentes momentos de su vida debido al hecho de que su luz pasó diferentes cantidades de tiempo para salir de la lente gravitacional.


El Hubble ayuda a los científicos a descubrir una expansión inesperadamente rápida del universoResultó que el Universo se está expandiendo ahora incluso más rápido de lo que mostraron los cálculos basados ​​en las observaciones del "eco" del Big Bang. Esto indica la existencia de una tercera sustancia misteriosa "oscura": la radiación oscura o el carácter incompleto de la teoría de la relatividad.

La duración de este tiempo, como explican los científicos, depende de la tasa de expansión del Universo, lo que le permite calcularlo observando una gran cantidad de cuásares distantes. Esto es lo que hicieron los miembros de H0LiCOW, buscando cuásares "dobles" similares y observando sus "copias".

En total, Kubrin y sus colegas encontraron tres "muñecos de anidación" de cuásares y los estudiaron en detalle utilizando los telescopios en órbita Hubble, Spitzer y varios telescopios terrestres en Hawai y Chile. Estas mediciones, según los investigadores, les permitieron medir la constante de Hubble a una distancia cosmológica "promedio" con un nivel de error del 3.8%, que es muchas veces mejor que los resultados obtenidos anteriormente.

Estos cálculos mostraron que el Universo se está expandiendo a una velocidad de alrededor de 71,9 kilómetros por segundo, lo que generalmente corresponde al resultado que Riess y sus colegas obtuvieron a distancias cosmológicas "cercanas", y habla a favor de la existencia de una tercera "oscuridad". Sustancia que aceleró El universo en su juventud. Otra forma de explicar las discrepancias con los datos es que el Universo no es realmente plano, sino que se asemeja a una esfera o un "acordeón". También es posible que la cantidad o las propiedades de la materia oscura hayan cambiado durante los últimos 13 mil millones de años, permitiendo que el universo crezca más rápido.

El telescopio Spitzer recalculó la tasa de expansión del UniversoLos astrónomos que trabajan con el telescopio espacial Spitzer han presentado la medición más precisa de la constante de Hubble en la historia de la astronomía: la tasa de expansión del universo, según un informe del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA.

En cualquier caso, los científicos planean estudiar alrededor de un centenar más de cuásares similares para estar convencidos de la confiabilidad de los datos que obtuvieron y comprender cómo un comportamiento tan inusual del Universo, que no encaja en las teorías cosmológicas estándar, puede ser explicado.

Entonces, ¿dónde se está expandiendo realmente el universo? Sí a ninguna parte. No hay armario espacioso lleno de cosas. Pero para entender esto, veamos qué tiene que decir la relatividad general sobre el espacio-tiempo.

En la relatividad general (como dicen los profesionales), la propiedad más importante del espacio (y del tiempo) es la distancia (y el intervalo de tiempo) entre dos puntos. De hecho, la distancia define completamente el espacio. La evolución de la escala de distancias está determinada por la cantidad de materia y energía en el espacio y, a medida que pasa el tiempo, la escala aumenta, al igual que la distancia entre las galaxias. Sin embargo, y esta es la rareza, sucede sin el movimiento real de las galaxias.

Quizás en este punto su intuición ha fallado. Pero eso no nos impedirá resolver las rarezas.

Ya dijimos que las galaxias se están alejando de nosotros. Realmente no. Es solo que es más fácil para los científicos explicar lo que realmente está sucediendo. Te están engañando.

"¡Pero espere!", Dirá el más científico de ustedes. - "Estamos midiendo el desplazamiento Doppler de galaxias distantes". Este llamado "corrimiento al rojo", que ustedes conocen, está fijo en la Tierra, y como la sirena de una ambulancia que pasa, nos hace saber que hay movimiento. Pero esto no es algo que ocurra a escala cosmológica. Es solo que desde que las galaxias distantes emitieron luz, y esta nos alcanzó, la escala del espacio ha cambiado y aumentado seriamente. A medida que el espacio se ha expandido, la longitud de onda de los fotones también ha aumentado, por lo que la luz emite rojo.

Otra pregunta surge de este enfoque: "¿El Universo realmente se está expandiendo más rápido que la velocidad de la luz?" Es absolutamente cierto que la mayoría de las galaxias distantes aumentan su distancia en relación con nosotros más rápido que la velocidad de la luz, ¿y qué? No se mueven más rápido que la luz (generalmente se quedan quietos). Además, saber esto no te ayudará en nada: la información no se transmite. Si envía un paquete de comida a otra galaxia más rápido que la velocidad de la luz, no puede hacer esto (e incluso aquí, en principio). La velocidad de la luz sigue siendo el limitador de velocidad universal.

Hemos dado la opinión más extendida (bien, o aceptada en el ámbito de los relativistas) sobre la expansión cosmológica, pero sería lógico terminar en lo que no entendemos en absoluto. Todo lo anterior funciona muy bien si tiene espacio para dar un paso adelante y estirarse. Pero, ¿qué sucedió al principio que hizo literalmente el espacio de la nada? La física no tiene respuesta a esta pregunta. Y tendrás que esperar hasta que aparezca y arroje luz sobre este tema.

Incluso los astrónomos no siempre comprenden correctamente la expansión del universo. Un globo inflado es una vieja pero buena analogía de la expansión del universo. Las galaxias ubicadas en la superficie de la bola están estacionarias, pero a medida que el Universo se expande, la distancia entre ellas aumenta y el tamaño de las galaxias en sí no aumenta.

En julio de 1965, los científicos anunciaron el descubrimiento de señales claras de que el universo se estaba expandiendo desde un estado inicial más denso y caliente. Encontraron el resplandor refrescante del Big Bang: la radiación reliquia. A partir de ese momento, la expansión y el enfriamiento del Universo formaron la base de la cosmología. La expansión cosmológica nos permite comprender cómo se formaron las estructuras simples y cómo se convirtieron gradualmente en complejas. 75 años después del descubrimiento de la expansión del Universo, muchos científicos no pueden penetrar en su verdadero significado. James Peebles, cosmólogo de la Universidad de Princeton que estudia la radiación cósmica de fondo de microondas, escribió en 1993: "Me parece que ni siquiera los expertos conocen el significado y las posibilidades del modelo del Big Bang caliente".

Físicos famosos, autores de libros de texto sobre astronomía y divulgadores de la ciencia a veces dan una interpretación incorrecta o distorsionada de la expansión del Universo, que formó la base del modelo del Big Bang. ¿Qué queremos decir cuando decimos que el universo se está expandiendo? Sin duda, es confuso que ahora se hable de una expansión acelerada, y esto nos confunde.

RESUMEN: UNA MISUALIDAD CÓSMICA

* La expansión del Universo, uno de los conceptos fundamentales de la ciencia moderna, todavía recibe diversas interpretaciones.

* El término "Big Bang" no debe tomarse literalmente. No fue una bomba que explotó en el centro del universo. Fue una explosión del espacio en sí, que ocurrió en todas partes, similar a la expansión de la superficie de un globo inflado.

* Comprender la diferencia entre la expansión del espacio y la expansión en el espacio es fundamental para comprender cuál es el tamaño del universo, la velocidad a la que se alejan las galaxias, así como las posibilidades de observaciones astronómicas y la naturaleza de la aceleración de expansión que es probable que experimente el universo.

* El modelo del Big Bang solo describe lo que sucedió después.

¿Qué es una extensión?

Cuando algo familiar se expande, por ejemplo, un lugar húmedo o el Imperio Romano, entonces se agrandan, sus límites se separan y comienzan a ocupar un volumen mayor en el espacio. Pero el universo parece no tener limitaciones físicas y no tiene adónde moverse. La expansión de nuestro universo es muy parecida a inflar un globo. Las distancias a las galaxias distantes están aumentando. Los astrónomos suelen decir que las galaxias se están alejando o huyendo de nosotros, pero no se mueven en el espacio, como los fragmentos de la "bomba del Big Bang". En realidad, el espacio entre nosotros y las galaxias, moviéndose caóticamente dentro de cúmulos prácticamente estacionarios, se está expandiendo. La radiación reliquia llena el Universo y sirve como marco de referencia, similar a la superficie de goma de un globo, contra el cual se puede medir el movimiento.

Fuera de la esfera, vemos que la expansión de su superficie bidimensional curva es posible solo porque está en un espacio tridimensional. En la tercera dimensión, se encuentra el centro de la bola y su superficie se expande hacia el volumen que la rodea. Con base en esto, se podría concluir que la expansión de nuestro mundo tridimensional requiere la presencia de una cuarta dimensión en el espacio. Pero según la teoría de la relatividad general de Einstein, el espacio es dinámico: puede expandirse, contraerse y doblarse.

Embotellamiento

El universo es autosuficiente. No se requiere que el centro se expanda desde él, ni espacio libre en el exterior (donde sea que esté) para expandirse allí. Es cierto que algunas teorías más nuevas, como la teoría de cuerdas, postulan dimensiones adicionales, pero no son necesarias a medida que nuestro universo tridimensional se expande.

En nuestro Universo, así como en la superficie de un globo, cada objeto se aleja de todos los demás. Por lo tanto, el Big Bang no fue una explosión en el espacio, sino más bien una explosión del propio espacio, que no ocurrió en un lugar determinado y luego no se expandió hacia el vacío circundante. Ocurrió en todas partes al mismo tiempo.

¿CÓMO FUE UNA GRAN EXPLOSIÓN?

INCORRECTO: El universo nació cuando una sustancia, como una bomba, explotó en un lugar determinado. La presión era alta en el centro y baja en el vacío circundante, lo que provocó que la sustancia se dispersara.

DERECHA: Fue la explosión del propio espacio lo que puso en movimiento la sustancia. Nuestro espacio y tiempo surgieron en el Big Bang y comenzaron a expandirse. No había ningún centro en ninguna parte. las condiciones eran las mismas en todas partes, no había caída de presión característica de una explosión ordinaria.

Si imaginamos que estamos desplazando la tira de película en orden inverso, veremos cómo todas las áreas del Universo se contraen, y las galaxias se acercan, hasta que todas chocan entre sí en un Big Bang, como coches en un atasco. Pero la comparación no está completa aquí. Si fue un incidente, es posible que pueda evitar el atasco escuchando los informes de radio. Pero el Big Bang fue un desastre inevitable. Es como si la superficie de la Tierra y todas las carreteras en ella estuvieran arrugadas, pero los autos seguirían siendo del mismo tamaño. Al final, los coches habrían chocado y ningún mensaje de radio habría ayudado a evitarlo. Asimismo, el Big Bang: sucedió en todas partes, en contraste con la explosión de una bomba, que ocurre en un punto determinado, y los fragmentos se dispersan en todas direcciones.

La teoría del Big Bang no nos da información sobre el tamaño del universo, ni siquiera si es finito o infinito. La relatividad describe cómo se expande cada región del espacio, pero no dice nada sobre el tamaño o la forma. A veces, los cosmólogos afirman que el universo una vez no fue más grande que una toronja, pero solo se refieren a esa parte de él que ahora podemos observar.

Los habitantes de la nebulosa de Andrómeda u otras galaxias tienen sus propios universos observables. Los observadores en Andrómeda pueden ver galaxias que son inaccesibles para nosotros, simplemente porque están un poco más cerca de ellas; pero no pueden contemplar los que estamos considerando. Su universo observable también era del tamaño de una toronja. Uno puede imaginar que el universo primitivo era como un manojo de estas frutas, que se extendía infinitamente en todas direcciones. Esto significa que la idea de que el Big Bang fue "pequeño" es incorrecta. El espacio del universo es ilimitado. Y no importa cómo lo aprietes, seguirá siéndolo.

Más rapido que la luz

Los conceptos erróneos también se asocian con una descripción cuantitativa de la extensión. La velocidad con la que aumentan las distancias entre galaxias obedece a un patrón simple revelado por el astrónomo estadounidense Edwin Hubble en 1929: la distancia de la galaxia v es directamente proporcional a su distancia de nosotros d, o v = Hd. El coeficiente de proporcionalidad H se denomina constante de Hubble y determina la tasa de expansión del espacio tanto a nuestro alrededor como a cualquier observador del Universo.

Para algunos, es confuso que no todas las galaxias obedezcan la Ley de Hubble. La gran galaxia más cercana (Andrómeda) generalmente se mueve hacia nosotros, no lejos de nosotros. Existen tales excepciones, ya que la ley de Hubble describe solo el comportamiento promedio de las galaxias. Pero cada una de ellas puede tener un pequeño movimiento propio, ya que las galaxias se afectan gravitacionalmente entre sí, como, por ejemplo, nuestra Galaxia y Andrómeda. Las galaxias distantes también tienen pequeñas velocidades caóticas, pero a una gran distancia de nosotros (con un gran valor de d), estas velocidades aleatorias son insignificantes en el contexto de altas velocidades de recesión (v). Por lo tanto, para galaxias distantes, la ley de Hubble se cumple con gran precisión.

Según la ley de Hubble, el universo no se expande a un ritmo constante. Algunas galaxias se alejan de nosotros a una velocidad de 1.000 km / s, otras, que están el doble de lejos, a una velocidad de 2.000 km / s, etc. Por lo tanto, la ley de Hubble indica que, a partir de una cierta distancia, llamada distancia de Hubble, las galaxias se alejan a una velocidad superluminal. Para el valor medido de la constante de Hubble, esta distancia es de aproximadamente 14 mil millones de años luz.

Pero, ¿no afirma la teoría de la relatividad especial de Einstein que ningún objeto puede tener una velocidad superior a la de la luz? Esta pregunta ha desconcertado a generaciones de estudiantes. Y la respuesta es que la teoría especial de la relatividad es aplicable sólo a velocidades "normales", al movimiento en el espacio. La Ley de Hubble se ocupa de la velocidad de eliminación causada por la expansión del espacio en sí, y no por el movimiento en el espacio. Este efecto de la relatividad general no está sujeto a la relatividad especial. La presencia de una velocidad de recesión superior a la velocidad de la luz no viola la teoría especial de la relatividad de ninguna manera. Sigue siendo cierto que nadie puede alcanzar un rayo de luz.

¿PUEDEN LAS GALAXIAS QUITARSE A UNA VELOCIDAD MAYOR QUE LA VELOCIDAD DE LA LUZ?

INCORRECTO La teoría de la relatividad de Einstein lo prohíbe. Considere una región del espacio que contiene varias galaxias. Debido a su expansión, las galaxias se están alejando de nosotros. Cuanto más lejos esté la galaxia, mayor será su velocidad (flechas rojas). Si la velocidad de la luz es el límite, la tasa de eliminación eventualmente debería volverse constante.

DERECHA: Por supuesto que pueden. La teoría de la relatividad especial no considera la tasa de remoción. La tasa de eliminación aumenta infinitamente con la distancia. Más allá de una cierta distancia, llamada distancia de Hubble, excede la velocidad de la luz. Esto no es una violación de la teoría de la relatividad, ya que la eliminación no es causada por el movimiento en el espacio, sino por la expansión del espacio mismo.

¿ES POSIBLE VER GALAXIAS QUITARSE MÁS RÁPIDO QUE LA LUZ?

INCORRECTO: Por supuesto no. La luz de tales galaxias vuela con ellas. Deje que la galaxia esté ubicada fuera de la distancia (esfera) del Hubble, es decir, se aleja de nosotros más rápido que la velocidad de la luz. Emite un fotón (marcado en amarillo). Mientras el fotón vuela por el espacio, el propio espacio se expande. La distancia a la Tierra aumenta más rápido de lo que se mueve el fotón. Él nunca nos alcanzará.

DERECHA: Por supuesto que puede, ya que la tasa de expansión cambia con el tiempo. Primero, el fotón es realmente destruido por la expansión. Sin embargo, la distancia del Hubble no es constante: aumenta y, finalmente, el fotón puede golpear la esfera del Hubble. Una vez que esto suceda, el fotón se moverá más rápido de lo que la Tierra se aleja y podrá alcanzarnos.

Estirar fotones

Las primeras observaciones que muestran que el universo se está expandiendo se realizaron entre 1910 y 1930. En el laboratorio, los átomos emiten y absorben luz siempre en determinadas longitudes de onda. Lo mismo se observa en los espectros de galaxias distantes, pero con un cambio a longitudes de onda más largas. Los astrónomos dicen que la radiación de la galaxia está desplazada al rojo. La explicación es simple: a medida que el espacio se expande, la onda de luz se estira y, por lo tanto, se debilita. Si durante el tiempo hasta que la onda de luz nos alcanzó, el Universo se expandió dos veces, entonces la longitud de onda también se duplicó y su energía se debilitó a la mitad.

LA HIPÓTESIS DE LA FATIGA

Cada vez que Scientific American publica un artículo sobre cosmología, muchos lectores nos escriben que, en su opinión, las galaxias no se están alejando realmente de nosotros y que la expansión del espacio es una ilusión. Creen que el corrimiento al rojo en los espectros de las galaxias se debe a algo parecido a la "fatiga" de un viaje largo. Algún proceso desconocido obliga a la luz, esparciéndose por el espacio, a perder energía y por tanto a sonrojarse.

Esta hipótesis tiene más de medio siglo y, a primera vista, parece razonable. Pero no concuerda en absoluto con las observaciones. Por ejemplo, cuando una estrella explota como una supernova, se enciende y luego se atenúa. Todo el proceso lleva unas dos semanas para las supernovas del tipo que utilizan los astrónomos para determinar las distancias a las galaxias. Durante este período de tiempo, la supernova emite una corriente de fotones. La hipótesis de la fatiga de la luz dice que los fotones perderán energía durante su viaje, pero el observador seguirá recibiendo un flujo de fotones de dos semanas de duración.

Sin embargo, al expandir el espacio, no solo los fotones mismos se estiran (y por lo tanto pierden energía), sino que su flujo también se estira. Por lo tanto, se necesitan más de dos semanas para que todos los fotones lleguen a la Tierra. Las observaciones confirman este efecto. Se observa un estallido de supernova en una galaxia con un corrimiento al rojo de 0,5 durante tres semanas, y en una galaxia con un corrimiento al rojo de 1 - un mes.

La hipótesis de la fatiga de la luz también contradice las observaciones del espectro CMB y las mediciones del brillo de la superficie de galaxias distantes. Es hora de poner fin a la "luz cansada" (Charles Lineviver y Tamara Davis).

Supernovas como esta en el cúmulo de galaxias de Virgo ayudan a medir la expansión cósmica. Sus propiedades observables descartan teorías cosmológicas alternativas en las que el espacio no se expande.

El proceso se puede describir en términos de temperatura. Los fotones emitidos por un cuerpo tienen una distribución de energía que generalmente se caracteriza por la temperatura, lo que indica qué tan caliente está el cuerpo. Cuando los fotones se mueven en el espacio en expansión, pierden energía y su temperatura disminuye. Por lo tanto, el universo se enfría a medida que se expande, como el aire comprimido que se escapa del cilindro de un buceador. Por ejemplo, la radiación de las reliquias ahora tiene una temperatura de aproximadamente 3 K, mientras que nació a una temperatura de aproximadamente 3000 K. Pero desde ese momento, el Universo ha aumentado de tamaño 1000 veces y la temperatura de los fotones ha disminuido en la la misma cantidad. Al observar gas en galaxias distantes, los astrónomos miden directamente la temperatura de esta radiación en el pasado distante. Las mediciones confirman que el universo se enfría con el tiempo.

También existen algunas controversias en la conexión entre el corrimiento al rojo y la velocidad. El corrimiento al rojo de expansión a menudo se confunde con el corrimiento al rojo Doppler más familiar, que generalmente hace que las ondas sonoras sean más largas si la fuente de sonido está más lejos. Lo mismo ocurre con las ondas de luz, que se alargan a medida que la fuente de luz se aleja en el espacio.

El corrimiento al rojo Doppler y el corrimiento al rojo cosmológico son cosas completamente diferentes y se describen mediante fórmulas diferentes. El primero se deriva de la teoría especial de la relatividad, que no tiene en cuenta la expansión del espacio, y el segundo se deriva de la teoría general de la relatividad. Estas dos fórmulas son casi las mismas para las galaxias cercanas, pero diferentes para las distantes.

De acuerdo con la fórmula Doppler, si la velocidad de un objeto en el espacio se acerca a la velocidad de la luz, entonces su corrimiento al rojo tiende al infinito y la longitud de onda se vuelve demasiado grande y, por lo tanto, inaccesible para la observación. Si esto fuera cierto para las galaxias, entonces los objetos visibles más distantes en el cielo se alejarían a una velocidad notablemente menor que la velocidad de la luz. Pero la fórmula cosmológica del corrimiento al rojo lleva a una conclusión diferente. En el modelo cosmológico estándar, las galaxias con un corrimiento al rojo de aproximadamente 1,5 (es decir, su longitud de onda de radiación recibida es un 50% mayor que el valor de laboratorio) se eliminan a la velocidad de la luz. Los astrónomos ya han descubierto alrededor de 1.000 galaxias con corrimientos al rojo superiores a 1,5. Esto significa que sabemos alrededor de 1000 objetos que se alejan más rápido que la velocidad de la luz. La radiación reliquia proviene de una distancia aún mayor y tiene un corrimiento al rojo de aproximadamente 1000. Cuando el plasma caliente del joven Universo emitió la radiación que recibimos hoy, se alejaba de nosotros casi 50 veces más rápido que la velocidad de la luz.

Corriendo en su lugar

Es difícil de creer que podamos ver galaxias moviéndose más rápido que la velocidad de la luz, pero esto es posible debido al cambio en la tasa de expansión. Imagínese un rayo de luz que viene hacia nosotros desde una distancia mayor que la del Hubble (14 mil millones de años luz). Se mueve hacia nosotros a la velocidad de la luz en relación con su ubicación, pero él mismo se aleja de nosotros más rápido que la velocidad de la luz. Aunque la luz se precipita hacia nosotros lo más rápido posible, no puede seguir el ritmo de la expansión del espacio. Es como un niño que intenta correr hacia atrás en una escalera mecánica. Los fotones a la distancia del Hubble se mueven con la máxima velocidad para permanecer en el mismo lugar.

Podría pensar que la luz de áreas más alejadas que la distancia del Hubble nunca podrá alcanzarnos y nunca la veremos. Pero la distancia de Hubble no permanece constante, ya que la constante de Hubble de la que depende cambia con el tiempo. Este valor es proporcional a la velocidad de recesión de dos galaxias dividida por la distancia entre ellas. (Se pueden usar dos galaxias cualesquiera para el cálculo). En los modelos del Universo que son consistentes con las observaciones astronómicas, el denominador aumenta más rápido que el numerador, por lo que la constante de Hubble disminuye. En consecuencia, la distancia de Hubble está creciendo. Si es así, la luz que no nos alcanzó inicialmente puede eventualmente terminar dentro de la distancia del Hubble. Entonces, los fotones se encontrarán en una región que retrocede más lentamente que la velocidad de la luz, después de lo cual pueden alcanzarnos.

¿ES SPACE RED SHIFT REALMENTE DOPPLER SHIFT?

INCORRECTO: Sí, porque las galaxias en retroceso se mueven en el espacio. En el efecto Doppler, las ondas de luz se estiran (se vuelven más rojas) a medida que su fuente se aleja del observador. La longitud de onda de la luz no cambia a medida que viaja por el espacio. El observador toma la luz, mide su corrimiento al rojo y calcula la velocidad de la galaxia.

DERECHA: No, el corrimiento al rojo no tiene nada que ver con el efecto Doppler. La galaxia está casi estacionaria en el espacio, por lo que emite luz de la misma longitud de onda en todas las direcciones. En el transcurso del viaje, la longitud de onda se hace más larga a medida que el espacio se expande. Por lo tanto, la luz se vuelve roja gradualmente. El observador toma la luz, mide su corrimiento al rojo y calcula la velocidad de la galaxia. El corrimiento al rojo cósmico es diferente del corrimiento Doppler, que es confirmado por las observaciones.

Sin embargo, la galaxia que envió la luz puede continuar alejándose a una velocidad superluminal. Por lo tanto, podemos observar la luz de las galaxias que, como antes, siempre se alejarán más rápido que la velocidad de la luz. En resumen, la distancia de Hubble no es fija y no nos indica los límites del universo observable.

¿Y qué marca realmente el límite del espacio observado? Aquí también hay cierta confusión. Si el espacio no se expandiera, entonces podríamos observar el objeto más distante ahora a una distancia de aproximadamente 14 mil millones de años luz de nosotros, es decir, a la distancia que la luz ha cubierto en los 14 mil millones de años que han pasado desde el Big Bang. Pero a medida que el universo se expande, el espacio atravesado por el fotón se ha expandido durante su viaje. Por lo tanto, la distancia actual al más distante de los objetos observados es aproximadamente tres veces mayor, aproximadamente 46 mil millones de años luz.

En el pasado, los cosmólogos pensaban que vivíamos en un universo en desaceleración y, por lo tanto, podíamos observar más y más galaxias. Sin embargo, en el Universo en aceleración, estamos cercados por una frontera, fuera de la cual nunca veremos los eventos que tienen lugar: este es el horizonte cósmico de eventos. Si la luz de las galaxias que se alejan más rápido que la velocidad de la luz nos alcanza, entonces la distancia del Hubble aumentará. Pero en un Universo en aceleración, su aumento está prohibido. Un evento distante puede enviar un rayo de luz en nuestra dirección, pero esta luz permanecerá para siempre fuera de la distancia del Hubble debido a la expansión acelerada.

Como puede ver, el Universo en aceleración se asemeja a un agujero negro, que también tiene un horizonte de eventos, desde fuera del cual no recibimos señales. La distancia actual a nuestro horizonte de eventos cósmicos (16 mil millones de años luz) se encuentra completamente dentro de nuestra área observable. La luz emitida por las galaxias que ahora están más allá del horizonte de eventos cósmicos nunca podrá alcanzarnos, porque la distancia, que ahora es de 16 mil millones de años luz, se expandirá demasiado rápido. Podremos ver los eventos que tuvieron lugar en las galaxias antes de que cruzaran el horizonte, pero nunca sabremos los eventos posteriores.

¿Todo se está expandiendo en el Universo?

La gente suele pensar que si un espacio se expande, todo lo que hay en él también se expande. Pero esto no es cierto. La expansión como tal (es decir, por inercia, sin aceleración ni desaceleración) no produce ninguna fuerza. La longitud de onda de un fotón aumenta con el crecimiento del Universo, ya que, a diferencia de los átomos y los planetas, los fotones no son objetos ligados, cuyos tamaños están determinados por el equilibrio de fuerzas. La tasa cambiante de expansión trae una nueva fuerza al equilibrio, pero no puede obligar a los objetos a expandirse o contraerse.

Por ejemplo, si la gravedad se hiciera más fuerte, su médula espinal se contraería hasta que los electrones en su columna alcanzaran una nueva posición de equilibrio, un poco más juntos. Su altura disminuiría levemente, pero la contracción se detendría allí. De la misma manera, si viviéramos en un Universo con predominio de fuerzas gravitacionales, como creían la mayoría de los cosmólogos hace unos años, entonces la expansión se ralentizaría y todos los cuerpos estarían sujetos a una compresión débil, lo que los obligaría a alcanzar un tamaño menor. tamaño de equilibrio. Pero al alcanzarlo, ya no se encogerían.

¿CUÁN GRANDE ES EL UNIVERSO OBSERVADO?

INCORRECTO: El universo tiene 14 mil millones de años, por lo que la parte observable debe tener un radio de 14 mil millones de años luz. Considere la más distante de las galaxias observadas, aquella cuyos fotones, emitidos inmediatamente después del Big Bang, solo ahora han alcanzado nosotros. Un año luz es la distancia recorrida por un fotón en un año. Esto significa que el fotón viajó 14 mil millones de años luz.

DERECHA: A medida que el espacio se expande, el área observada tiene un radio de más de 14 mil millones de años luz. A medida que viaja el fotón, el espacio que atraviesa se expande. Para cuando nos alcanza, la distancia a la galaxia que lo emitió se vuelve más que calculada a partir del tiempo de vuelo, aproximadamente tres veces más.

De hecho, la expansión se está acelerando, causada por una fuerza débil que "infla" todos los cuerpos. Por lo tanto, los objetos ligados son ligeramente más grandes de lo que serían en un Universo sin aceleración, ya que el equilibrio de fuerzas se logra con ellos en un tamaño ligeramente mayor. En la superficie de la Tierra, la aceleración hacia afuera desde el centro del planeta es una pequeña fracción ($ 10 ^ (- 30) $) de la aceleración gravitacional normal hacia el centro. Si esta aceleración es constante, entonces no hará que la Tierra se expanda. Es solo que el planeta está adquiriendo un tamaño ligeramente mayor de lo que sería sin la fuerza repulsiva.

Pero todo cambiará si la aceleración no es constante, como creen algunos cosmólogos. Si la repulsión aumenta, eventualmente puede causar la destrucción de todas las estructuras y conducir al "Big Break", que no ocurriría debido a la expansión o aceleración como tal, sino porque la aceleración se aceleraría.

¿SE ESTÁN EXPANDIENDO TAMBIÉN LOS OBJETOS DEL UNIVERSO?

INCORRECTO: Sí. La expansión hace que el universo y todo lo que hay en él se expanda. Considere un cúmulo de galaxias como un objeto. A medida que el universo crece, también lo hace el cúmulo. El borde del grupo (línea amarilla) se está expandiendo.

DERECHA: No. El universo se está expandiendo, pero los objetos relacionados en él no. Las galaxias vecinas se alejan al principio, pero en última instancia, su atracción mutua domina la expansión. Se forma un grupo de tal tamaño, que corresponde a su estado de equilibrio.

A medida que las nuevas mediciones precisas ayudan a los cosmólogos a comprender mejor la expansión y la aceleración, es posible que se estén planteando preguntas aún más fundamentales sobre los primeros momentos y las mayores escalas del universo. ¿Qué provocó la expansión? Muchos cosmólogos creen que este es el culpable de un proceso llamado "inflación" (hinchazón), un tipo especial de expansión acelerada. Pero quizás esta sea solo una respuesta parcial: para que comience, parece que el universo ya tenía que expandirse. ¿Y qué pasa con la escala más grande más allá de nuestra observación? ¿Las diferentes partes del universo se están expandiendo de diferentes maneras, de modo que nuestro universo es solo una modesta burbuja inflacionaria en un superuniverso gigante? Nadie lo sabe. Pero esperamos que con el tiempo podamos llegar a comprender la expansión del universo.

SOBRE LOS AUTORES:
Charles H. Lineweaver y Tamara M. Davis son astrónomos en el Observatorio Mount Stromlo de Australia. A principios de los noventa. en la Universidad de California, Berkeley, Lineviver fue parte de un grupo de científicos que descubrieron las fluctuaciones del CMB utilizando el satélite COBE. Defendió su disertación no solo en astrofísica, sino también en historia y literatura inglesa. Davis está trabajando en el observatorio espacial Supernova / Acceleration Probe.

OBSERVACIONES SOBRE EL ARTÍCULO "PARADOJAS DE LA GRAN EXPLOSIÓN"
Profesor Anatoly V. Zasov, fis. Facultad de la Universidad Estatal de Moscú: Todos los malentendidos que argumentan los autores del artículo están relacionados con el hecho de que, para mayor claridad, la expansión del volumen limitado del Universo en un marco de referencia rígido se considera con mayor frecuencia galaxias en la Tierra. marco de referencia). De ahí la idea de una explosión y un desplazamiento Doppler, y la confusión generalizada con la velocidad del movimiento. Los autores, por otro lado, escriben, y escriben correctamente, cómo se ve todo en el sistema de coordenadas no inercial (acompañante), en el que suelen trabajar los cosmólogos, aunque el artículo no dice directamente sobre esto (en principio, todas las distancias y las velocidades dependen de la elección del marco de referencia, y aquí siempre hay alguna arbitrariedad). Lo único que no está escrito con claridad es que no está definido, qué se entiende por distancia en el Universo en expansión. En un principio, los autores dicen que esta es la velocidad de la luz multiplicada por el tiempo de propagación, y luego se dice que también es necesario tener en cuenta la expansión, que alejó aún más la galaxia mientras la luz estaba en camino. Así, la distancia ya se entiende como la velocidad de la luz multiplicada por el tiempo de propagación que habría pasado si la galaxia hubiera dejado de alejarse y emitiera luz ahora. En realidad, todo es más complicado. La distancia es una cantidad dependiente del modelo y no se puede obtener directamente de las observaciones; por lo tanto, los cosmólogos lo hacen bien sin ella, reemplazándola con corrimiento al rojo. Pero tal vez un enfoque más estricto no sea apropiado aquí.

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