Otras carreras Distancias universales y velocidad de la luz

[med018763]

Ante todo presentarme. Mi nombre es Carlos. No soy físico (estudie medicina y geografia e historia) y por tanto me disculpo de antemano si lo que voy a decir a continuación es una tonteria, pero es que no consigo entenderlo.
Siempre se nos ha dicho que nada puede ir a más velocidad que la de la luz (300.000 Km/sg). Por otra parte sabemos que el Big Bang ocurrio hace aproximadamente unos 14.000 millones de años y que la tierra tiene una edad aproximada de unos 5.000 millones de años. De ello deducimos que cuando la tierra se formó la edad del universo era de unos 9.000 millones de años.
La pregunta sería: si nada puede ir más rápido que la luz, la expansión del universo tampoco, asi pues ¿sería lógico pensar que no existen galaxias (ni ningun objeto cosmico) a más de 9.000 millones de años luz de la tierra?
Gracias

[neometalero]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

En todo caso, no nos ha llegado la luz proveniente de las mismas aún, pero no significa que no existan. Acaso desaparece tu casa cuando sales de ella y dejas de verla? jejeje

[aalbeiro89]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Como dice el compañero forista...
Si esos objetos existen... no los hemos visto porque su luz a aun no nos ha llegado.
Tengo entendido que actualmente hay teorías que sostienen, y están ganando fuerza, que la velocidad de la luz en los inicios del universo era mayor. Si es así, entonces eso quiere decir que la luz de esos objetos están en camino y es probable que se demoren unos meses, años, décadas, siglos, milenios ooo millones de años en llegarnos... solo nos queda esperar y ver que nos espera el futuro.

Éxitos.

[pod]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

La pregunta sería: si nada puede ir más rápido que la luz, la expansión del universo tampoco, asi pues ¿sería lógico pensar que no existen galaxias (ni ningun objeto cosmico) a más de 9.000 millones de años luz de la tierra?

El mero hecho de que formules la pregunta desvela un fallo de concepto en tu entendimiento de la expansión del universo. Se ha explicado varias veces en el foro, así que no voy a dar todos los detalles (usa las funciones de búsqueda para encontrar otros hilos), pero en resumen, pareces entender que la teoría del big bang dice es que el universo se creó en un sólo punto del que procede toda la masa (si fuera así, obviamente el radio máximo del universo seria de 13.7 mil millones de años luz).

No. Lo que el big bang dice es que el universo es y siempre ha sido infinito: se creó siendo infinito. La expansión no es un movimiento de "escape" de la materia. Las galaxias están (aproximadamente) quietas en su lugar. Lo que pasa es que el espacio-tiempo está curvado de forma que la distancia entre dos galaxias aumenta con el tiempo, pero sin que estas se muevan.

El ejemplo de siempre: dos puntos dibujados sobre la goma de un globo. El globo se infla, y en consecuencia la distancia entre estos dos puntos aumenta. Pero los puntos no se han movido, la tinta no tiene la capacidad de cambiar de sitio. Es el espacio donde se encuentran (la goma del globo) la que se ha expandido.

[natanael]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Oye pod, una inquietud adicional, ¿La distancia de separación entre dos objetos puede cambiar (debido a la expnación) a una velocidad más alta que la velocidad de la luz? o la expanción es más lenta que ésta?

[pod]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Oye pod, una inquietud adicional, ¿La distancia de separación entre dos objetos puede cambiar (debido a la expnación) a una velocidad más alta que la velocidad de la luz? o la expanción es más lenta que ésta?

Dado que no se trata de una velocidad real, sino aparente, no hay ninguna ley de la Física que limite su valor.

En la actualidad, es la distancia entre dos puntos aumenta dentro del universo visible aumenta con una velocidad muy menor a la de la luz. De hecho, por eso cada vez vemos más universo. Si la expansión fuera más rápida, entonces cada vez veríamos menos universo (los objetos lejanos se separarían de nosotros más rápido de lo que nos llega la luz, así que en determinado instante dejaríamos de verlos). El modelo más aceptado hoy en día de nuestro universo supone que en el pasado hubo una fase inflacionaria donde esto sucedió. Dada la aceleración de la expansión que observamos, no podemos descartar que (en un futuro cosmológicamente lejano) vuelva a pasar.

[cako_78]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Hay que tener en cuenta una cosa MUY importante. En el universo NADA se mueve más rápido que la luz como bien se sabe. Pero la expansión del tejido del cosmos si que puede ir más rápido que la luz, sobretodo en periodos inflacionistas. La causa es que la luz se mueve DENTRO del espacio, en cambio la propia expansión no es sobre un espacio ya existente sino que es el propio espacio el que se expande.
Por lo tanto la afirmación de que la luz es lo que más rápido se mueve del universo es correcta ya que la velocidad de expansión del espacio no se produce dentro de un espacio ya existente, es el espacio entero el que se expande.
Espero explicarme,
Saludos

[visitante20160513]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Hasta cierto punto si, pero solo hasta cierto punto que ... digamos está en la frontera el universo visible, pero mas allá de eso no se te entiende demasiado. Osea que ¿hay galaxias más allá del universo visible? ¿que están más lejos que la distancia equivalente a la velocidad de la luz multiplicada por la vida del universo? ¿y como han llegado hasta allí? Vistas desde la tierra deben haber viajado más rápido que la luz ¿no?

Salu2

[cako_78]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Lo que quería decir es que fundamentalmente hay que distinguir entre la velocidad de expansión de TOOODO el universo y la velocidad de las cosas dentro de el (una de ellas la luz).
Si hay cosas más lejanas del horizonte cosmológico eso está claro que sí, debido a que un momento atrás estuvieron más juntas (galaxias y demas) y debido a periodos inflacionistas muy elevados donde la curva de energía potencial estaba al máximo, se expandió el espacio a velocidades mayores que la de la luz por lo ya afirmado y posible claramente. Es por eso que como el universo bien se sabe que esta en expansión permanente con periodos cíclicos inflacionistas habrá un momento en el que el universo visible se limitará a nuestra galaxia ya que las restantes se separaran (tb debido a la energía oscura, otro tema) a velocidades cada vez mayores. Así estaríamos acertados al 100% en afirmar que nuestro universo sería equivalente a nuestra galaxia ya que estamos dentro del universo y no podríamos viajar (es así, imposible) al resto de galaxias al no poder ir más rápido que la luz.

[visitante20160513]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Vamos a ver, un poco de orden porque no lo veo. Imaginemos dos galaxias que en un momento determinado en que la expansión es superlumínica están a una determinada distancia, y que debido a la expansión del universo se alejan una de otra a velocidad mayor que la de la luz. Un observador situado en en una de ellas y que midiera la velocidad de la otra ¿mediría una velocidad mayor que la de la luz?

Salu2

[pod]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Vamos a ver, un poco de orden porque no lo veo. Imaginemos dos galaxias que en un momento determinado en que la expansión es superlumínica están a una determinada distancia, y que debido a la expansión del universo se alejan una de otra a velocidad mayor que la de la luz. Un observador situado en en una de ellas y que midiera la velocidad de la otra ¿mediría una velocidad mayor que la de la luz?

Este es un tema importante que no siempre se explica bien en divulgación. La expansión se debe a la curvatura del espacio tiempo, no se debe al movimiento de las galaxias. Las galaxias en sí están relativamente quietas, tienen cierta velocidad aleatoria pero en esencia podemos considerar que están en reposo relativo.

Ahora bien, debido a la curvatura del espacio-tiempo, la distancia entre dos objetos que están quietos puede cambiar con el tiempo. Ese es el efecto de la espansión. Luego, uno puede hacer la operación matemática de tomar el "cambio en la distancia" y dividirlo por el "tiempo transcurrido", y le da algo que tiene la apariencia de una velocidad (espacio entre tiempo). Pero esa cantidad que te sale no tiene el significado físico de velocidad, porque no representa el desplazamiento de nada. Por lo tanto, esa cantidad no está sometida a la ley dice que las velocidades no pueden superar la de la luz.

Dicho de otra forma, lo que dice la relatividad es que nada se puede mover a una velocidad superior a la de la luz. Pero la expansión no se debe al movimiento de las galaxias, sino a la expansión del universo. Así que no hay ningún límite físico al ritmo en el que aumenta la distancia entre galaxias.

[abuelillo]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Hasta cierto punto si, pero solo hasta cierto punto que ... digamos está en la frontera el universo visible, pero mas allá de eso no se te entiende demasiado. Osea que ¿hay galaxias más allá del universo visible? ¿que están más lejos que la distancia equivalente a la velocidad de la luz multiplicada por la vida del universo? ¿y como han llegado hasta allí? Vistas desde la tierra deben haber viajado más rápido que la luz ¿no?
Salu2

El universo visible es una gota en un universo muchismo mas grande, incluso posiblemente infinito. Las cosas no han llegado tan lejos, simplemente estaban ya alli. Los ejemplo divulgativos que hablan de tamaños pequeñisimos del universo cuando nacio se refieren solo al universo visible. El universo puede haber nacido con densidad infinita y tamaño infinito desde el principio. Los medidas que se han hecho de la curvatura del universo van en esa linea, si no es infinito, casi como si lo fuese, es realmente enorme, muchisimo mas grande que la pequeñisima parte que podemos observar.

Vamos a ver, un poco de orden porque no lo veo. Imaginemos dos galaxias que en un momento determinado en que la expansión es superlumínica están a una determinada distancia, y que debido a la expansión del universo se alejan una de otra a velocidad mayor que la de la luz. Un observador situado en en una de ellas y que midiera la velocidad de la otra ¿mediría una velocidad mayor que la de la luz?

No se puede medir la velocidad de esos objetos, lo que se mide es un efecto doppler de la luz que nos llega de ellos, un corrimiento hacia el rojo. Despues se aplican los modelos teoricos y matematicos para interpretar ese corrimiento hacia el rojo.
Los objeto objetos con corrimiento hacia el rojo de mas de 1 y pico, se separan de nosotoros mas rapido que la luz. Los quasares/galaxias mas lejanos que se han observado tiene un corrimiento hacia el rojo de 8.
Y los puntos mas alejados del universo del que recibimos luz, son los puntos de los que partio la radiacion del fondo cosmico de microondas, esa luz que nos llega ahora tiene un redshift creo que de mas de 1000. Es decir esos puntos del espacio se alejan cientos de veces mas rapido que la luz, pero siempre con respecto a nuestra posicion en el universo.
Y considerando que el universo es muchisimo mayor de lo que vemos, habra objetos no visibles tan alejados que se separan de nosotros en este instante a millones o miles de millones de veces mas rapido que la luz.

Los modelos aceptados interpretan esa separacion como una expansion/incremento del espacio vacio que hay entre esos objetos y nosotros. Pero eso no niega la realidad fisica de que un objeto de esos que en un instante de tiempo este a X distancia de nosotros, pasado un solo segundo pasara a estar a X+100c de distancia, es decir en 1 solo segundo se habra alejado de nostotros 100 veces la distancia que recorre la luz en 1 segundo. Ninguna nave por muy rapido que pueda ir conseguiria llegar nunca a esos objetos tan alejados, es imposible recortar distancia entre nosotros y esos objetos aunque la nave fuese a 0.9999999999999999 la velocidad de la luz.

Puntualizo que los fisicos interpretan ese efecto dopler como causado por la expansion del espacio + velocidad de los objetos, pero creo que tampoco es incompatible desde el punto de la relatividad general interpretar el corrimiento hacia el rojo de forma distinta como separacion pero sin expansion espacial, aunque no sea la idea mas aceptada. Al fin y al cabo la expansion del espacio vacio no es algo fisico que se pueda medir ni falsar, es un concepto teorico. La unica realidad fisica medible es que esos objetos se alejan unos de otros.

[pod]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

No se puede medir la velocidad de esos objetos, lo que se mide es un efecto doppler de la luz que nos llega de ellos, un corrimiento hacia el rojo. Despues se aplican los modelos teoricos y matematicos para interpretar ese corrimiento hacia el rojo.

De hecho, el corrimiento al rojo que se observa sólo es compatible con un efecto Doppler a muy cortas distancias (cosmológicamente), a unos cuantos supercúmulos a la redonda, poco más de lo que observó Hubble en su época. Cuando se observan objetos del espacio profundo, la ley lineal de Hubble deja de tener validez. El modelo cosmológico actual explica las mediciones con mucha precisión no como un efecto Doppler, sino como un efecto de la curvatura. Es importante esta diferenciación, ya que un efecto Doppler violaría el principio cosmológico.

Los objeto objetos con corrimiento hacia el rojo de mas de 1 y pico, se separan de nosotoros mas rapido que la luz.

Me sorprende que digas esto. Es incorrecto, incluso si se interpreta el corrimiento al rojo como efecto Doppler. Si miras las fórmula del efecto Doppler relativista (para un caso radial), un red shift de 1 equivale a un movimiento de 3/5 de la velocidad de la luz. El red shift tiende a infinito cuando la velocidad tiende a la de la luz.

Y los puntos mas alejados del universo del que recibimos luz, son los puntos de los que partio la radiacion del fondo cosmico de microondas, esa luz que nos llega ahora tiene un redshift creo que de mas de 1000. Es decir esos puntos del espacio se alejan cientos de veces mas rapido que la luz, pero siempre con respecto a nuestra posicion en el universo.

El fondo de microondas se sitúa a un red shift de aproximadamente 1100, y de nuevo según la fórmula si se interpretara como efecto Doppler, nos daría una fracción 606100/606101 de la velocidad de la luz.

No obstante, insisto, la variación en el tiempo de la distancia no se corresponde con lo equivalente a esa velocidad.

Pero eso no niega la realidad fisica de que un objeto de esos que en un instante de tiempo este a X distancia de nosotros, pasado un solo segundo pasara a estar a X+100c de distancia, es decir en 1 solo segundo se habra alejado de nostotros 100 veces la distancia que recorre la luz en 1 segundo. Ninguna nave por muy rapido que pueda ir conseguiria llegar nunca a esos objetos tan alejados, es imposible recortar distancia entre nosotros y esos objetos aunque la nave fuese a 0.9999999999999999 la velocidad de la luz.

Esto también es incorrecto. En un universo que no inflacionario (como el actual, en estos momentos) un rayo de luz tardaría un tiempo finito de tiempo en alcanzar cualquier punto del espacio tiempo, incluso puntos que actualmente estén fuera del universo observable. En consecuencia, esto significa que el universo observable crece con el tiempo (es decir, cada vez hay más porción del universo que se puede observar). Todo esto se puede demostrar con las matemáticas del modelo cosmológico acutalmente aceptado, es un ejercico que uno hace sin demasiados problemas en una asignatura hacia el final de la carrera en la universidad.

Puntualizo que los fisicos interpretan ese efecto dopler como causado por la expansion del espacio + velocidad de los objetos, pero creo que tampoco es incompatible desde el punto de la relatividad general interpretar el corrimiento hacia el rojo de forma distinta como separacion pero sin expansion espacial, aunque no sea la idea mas aceptada. Al fin y al cabo la expansion del espacio vacio no es algo fisico que se pueda medir ni falsar, es un concepto teorico. La unica realidad fisica medible es que esos objetos se alejan unos de otros.

Hombre, la relatividad general admite la posibilidad de que haya un corrimiento al rojo de tipo Doppler. No obstante, ello sería incompatible con las observaciones que tenemos en día. Hay muchos secretos que se nos escapa del universo, pero su evolución a partir de fracciones de segundo la tenemos bastante controlada, con modelos que funcionan extraordinariamente bien con las observaciones de alta precisión de los últimos años. El modelo balístico de la expansión está cientificamente totalmente descartado.

[MeN_2016]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Vamos a ver, un poco de orden porque no lo veo. Imaginemos dos galaxias que en un momento determinado en que la expansión es superlumínica están a una determinada distancia, y que debido a la expansión del universo se alejan una de otra a velocidad mayor que la de la luz. Un observador situado en en una de ellas y que midiera la velocidad de la otra ¿mediría una velocidad mayor que la de la luz?

Salu2

Hola, yo creo aunque si tener ni idea, que si ambas galaxias se alejan a velocidad mayor a la de la luz, ningun observador en ninguna de ellas podria medir la luz que llega de la otra ya que simplemente no llegaria.

[ctap07b9]

Re: Distancias universales y velocidad de la luz

Entonces, la idea de un Big Crunch, ¿ actualmente está muerta ?
¿ y es inevitable el Big Rip ?