Secundaria El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

[rarar]

Hola¡ soy nuevo. Me interesan bastante los temas físicos, aunque tengo dudas respecto de la validez de algunas de las “afirmaciones”, comúnmente aceptadas y me gustaría debatirlas y aprender.
Mi formación en la materia la considero escasa. Tengo “algo” de base matemática.
He conocido este foro por un amigo forero, que espero “ver” por aquí, que me ha recomendado entrar a debatir mis dudas. Gracias a todos.

Las galaxias más lejanas que han sido observadas, ¿podrían estar convergiendo hacia un punto interno del Universo, aunque en las observaciones parezca lo contrario?

[Oriol Frigola Manzano]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

Hola,

Por lo que yo se, en el universo todo se expande de todo, es decir que el universo se expande en todas direcciones. La cuestión es si la gravedad va a poder frenar esa acceleracion o no. En el caso de que no lo consiguiera... vaya pues el universo se expandiría hasta el infinito, pero si lo consiguiera todo colapsaría en un punto. Esto es el llamado Big Crunch.
También hay una teoría llamada Big Freeze que dice que el universo se expandirá infinitamente y eso provocará, con el tiempo, según la segunda ley de la termodinámica, la "muerte termica". Aunque no se sabe cual de todas estas teorías (que yo sepa, sino que me corrijan) es la que explica el verdadero futuro de nuestro universo. También existe la teoría del Big_Rip, que dice que el universo quedaría totalmente dividido, con todo separado de todo...
Saludos,

Oriol

[rarar]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

Gracias Oriol. Sí, conozco esas teorías.
Pienso que al observar, por ejemplo, una galaxia que esté a 300 millones de años luz, lo que vemos es la dirección y velocidad (no sé si aceleración) que llevaba en aquella época (300 millones de años), aunque en la actualidad no sepamos qué es lo que hace: se aleja, se acerca, etc.
Es decir, vemos alejarse una galaxia situada a 300 AL (G1) a velocidad V1, otra (G2) que esté a 100 millones AL la veremos a velocidad V2. Entonces, si se estuviese desacelerando el universo ¿que se observaría?:
se seguiría observando: V1>V2
Estaríamos observando a G1 con la velocidad que tenía hace 300 M años, en cambio G2 la observaríamos 200 M años más moderna con una velocidad inferior (por estar decelerándose).
Un saludo.

[Oriol Frigola Manzano]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

Es verdad, pero piensa que para que una galaxia cambie su estado de movimiento, hacen falta mucho tiempo, así que el error de su posición no sería muy grande. Aunque es verdad que su dirección de movimiento puede haber cambiado, pero supongo que con la imagen que nos llega podemos hacer una previsión (como los hombres del tiempo ) de que va a suceder. Sobre tu pregunta, supongo que si el universo se estuviera desacelerando ahora, también lo habría echo al inicio, no? Sino cómo se frenaría de golpe? Yo entiendo que si la gravedad pudiese frenar el movimiento de expansión lo habría echo desde el principio (en todo caso ahora al estar todos mas separados sería más difícil). PD: eso es solo mi opinión. Saludos, Oriol

[rarar]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

La gravedad estaría actuando desde el principio, siendo la deceleración una función decreciente. Dependiendo de ésta, el Universo se expandiría sin fin o se colapsaría.
He leído la Teoría del Big Bang y el universo en expansión acelerada, mayoritariamente aceptada. Yo, salvando también ciertos puntos, considero que la del “Universo pulsante”, cuadra más con mi filosofía. Pero como este foro es, afortunadamente, de ciencia y no filosofía, he entrado en él para cambiar impresiones y aprender, y si puedo aportar algo (que no sean dolores de cabeza, je), mejor.
A veces pienso, si no nos estaremos complicando la vida, intentando que las cosas “cuadren”, y cuando no lo hacen, le buscamos soluciones “como sea”.
Cuando un acontecimiento se “sale” de lo habitual, creo que, para poder entenderlo, hay que analizarlo en base a las experiencias y analogías del mundo real. Solamente, cuando ya no hay forma de hacerlo, buscar otras explicaciones.
Soy muy crítico con algunas afirmaciones de la teoría de la relatividad (quizá por ignorante, vale), pero también tengo mente abierta, siempre que haya agotado todas la vías “normales”.
Saludos cordiales.

[pod]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

Hola¡ soy nuevo. Me interesan bastante los temas físicos, aunque tengo dudas respecto de la validez de algunas de las “afirmaciones”, comúnmente aceptadas y me gustaría debatirlas y aprender.

Las cosas no se aceptan porque si. Se aceptan porque hay muchas observaciones que las confirman. Si uno quiere (científicamente) desmentir un modelo vigente, lo primero que debe hacer es demostrar que su modelo también explica correctamente las observaciones que se han hecho hasta ese momento.

Las galaxias más lejanas que han sido observadas, ¿podrían estar convergiendo hacia un punto interno del Universo, aunque en las observaciones parezca lo contrario?

Es el espacio el que se expande las galaxias están bastante quietas. Su velocidad particular es bastante pequeña. Algunas se acercan a otras, otras se separan, otras orbitan...

Lo importante es entender eso, que las galaxias están quietas y es el espacio el que se expande. Aunque muchas veces es la imagen que da la divulgación, no es cierto que haya habido una explosión y toda la materia se aleja del punto donde se produjo la detonación. Es el espacio en si el que se expande, mientras que lo que está en él permanece (aproximadamente) quieto. A causa de eso, no es cierto que las galaxias lejanas convergen a un punto. De hecho, no se mueven a ningún punto, se quedan en el punto donde están. Pero como el universo se expande igual en todas partes, el resultado final es que todo está más lejos de todo, pero sin haberse movido.

Gracias Oriol. Sí, conozco esas teorías.
Pienso que al observar, por ejemplo, una galaxia que esté a 300 millones de años luz, lo que vemos es la dirección y velocidad (no sé si aceleración) que llevaba en aquella época (300 millones de años), aunque en la actualidad no sepamos qué es lo que hace: se aleja, se acerca, etc.
Es decir, vemos alejarse una galaxia situada a 300 AL (G1) a velocidad V1, otra (G2) que esté a 100 millones AL la veremos a velocidad V2. Entonces, si se estuviese desacelerando el universo ¿que se observaría?:
se seguiría observando: V1>V2
Estaríamos observando a G1 con la velocidad que tenía hace 300 M años, en cambio G2 la observaríamos 200 M años más moderna con una velocidad inferior (por estar decelerándose).
Un saludo.

Supongo que ya suponías que no estás inventando la sopa de ajo. Todas las observaciones del universo se hacen teniendo en cuenta que la información viaja a la velocidad de la luz, no es instantánea. Las matemáticas del asunto son algo complicadas, pero se estudian en todas las facultades de física y está en muchos libros. Si tienes "algo" de base, igual puedes ir a estudiarlas (depende de como de grande sea el "algo").

La gravedad estaría actuando desde el principio, siendo la deceleración una función decreciente. Dependiendo de ésta, el Universo se expandiría sin fin o se colapsaría.
He leído la Teoría del Big Bang y el universo en expansión acelerada, mayoritariamente aceptada.

En la actualidad, lo que se hace es juntar los datos de todos los experimentos de suficiente precisión que se han hecho a lo largo de la historia de la cosmología (mayoritariamente en los últimos 15 años, antes de eso era muy difícil la cosmología experimental de precisión). Son experimentos muy muy diferentes. Algunos son satélites que observan el fondo de radiación de microondas, otros son observaciones de supernovas, etc.

El resultado de aplicar todos los datos disponibles da lo que se llama el modelo cosmológico coherente. En este modelo, el universo (tras pasar una época inflacionaria) la expansión del universo era desacelerada (pasando dos fases, primero dominación de la radiación y luego de la materia, pero ese detalle no importa en esta discusión). Después, muy recientemente (cosmológicamente hablando), la energía oscura empezó a dominar, compensó la desaceleración, y justo ahora está empezando una fase de expansión acelerada.

Todo esto, como digo, se basa en la acumulación de las mejores observaciones del universo que ha logrado realizar la humanidad. Y te puedo asegurar que hoy en día no existe ni un sólo ser humano que haya analizado científicamente los datos que no considere que la expansión o la aceleración son una evidencia indiscutible. Los datos están ahí, uno puede ir y mirarlos.

A veces pienso, si no nos estaremos complicando la vida, intentando que las cosas “cuadren”, y cuando no lo hacen, le buscamos soluciones “como sea”.
Cuando un acontecimiento se “sale” de lo habitual, creo que, para poder entenderlo, hay que analizarlo en base a las experiencias y analogías del mundo real. Solamente, cuando ya no hay forma de hacerlo, buscar otras explicaciones.

Si en tu vida cotidiana no te encuentras con muchos universos enteros, entonces tu experiencia cotidiana no te sirve de gran cosa para intentar explicar el universo en su conjunto. El mundo real es justamente la especialidad de la Física. Por eso la teoría del big bang es como es. Si los humanos hubieramos podido elegir, habríamos puesto un universo estático.

Soy muy crítico con algunas afirmaciones de la teoría de la relatividad (quizá por ignorante, vale), pero también tengo mente abierta, siempre que haya agotado todas la vías “normales”.

Antes de criticar, entiéndela.

[rarar]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

Gracias Pod por tu contestación.

"Las cosas no se aceptan porque si. Se aceptan porque hay muchas observaciones que las confirman."

Estoy de acuerdo que así debe ser y he dicho que estoy dispuesto a aprender.

"Si uno quiere (científicamente) desmentir un modelo vigente, lo primero que debe hacer es demostrar que su modelo también explica correctamente las observaciones que se han hecho hasta ese momento."

No lo veo totalmente correcto, creo que se puede criticar alguna parte de un modelo, en el que tenga mis dudas, sin necesidad de exponer un modelo completo.
Por ejemplo, el “tiempo relativo”. He leído el experimento Hafele-Keating. Es muy interesante.
Lo analizo así:
1) Parto de una base: “el tiempo debe ser el mismo en todos los relojes”, es una hipótesis que vamos a ver si es correcta o no.
2) Realizo el experimento: “marcha y regreso de los aviones” después de haber ajustado y sincronizado los diferentes relojes.
3) Comprobación de resultados: hay diferencias de nanosegundos entre los relojes del avión y el de tierra¡
4) Recomprobación de todos los parámetros, que hemos tenido en cuenta (vaya a ser que haya un cable mal enchufado; Je)
a) En cuanto a las variables que podamos haber tenido en cuenta (velocidad, aceleración, altura, magnetismo terrestre, rotación , traslación, movimiento de la galaxia, etc.); si he considerado que el transcurso del tiempo es invariable, sobra todo.
b) Entonces voy a ver si es un problema del reloj.
Investigo sobre el funcionamiento de un reloj atómico de cesio 133, el cuál está comprobado presenta 9192631770 ciclos de radiación por segundo.
Y me pregunto, ¿se ha comprobado, experimentalmente, si esos ciclos de radiación tienen alguna alteración con respecto a la aceleración, velocidad, altura, campo magnético terrestre u otras causas. Me lío a buscar en Internet y me resigno, sigo quedando con la duda, porque pienso que al medir (el reloj) el tiempo, está en función de los ciclos del cesio 133. Unos sacarían la conclusión de que ha variado el tiempo y otros considerarían que han variado los ciclos. Buf.

“Los datos están ahí, uno puede ir y mirarlos.”

Es lo que agradecería que alguien me indicara dónde.

“Supongo que ya suponías que no estás inventando la sopa de ajo. Todas las observaciones del universo se hacen teniendo en cuenta que la información viaja a la velocidad de la luz, no es instantánea. Las matemáticas del asunto son algo complicadas, pero se estudian en todas las facultades de física y está en muchos libros. Si tienes "algo" de base, igual puedes ir a estudiarlas (depende de como de grande sea el "algo").”

Si algo tengo claro, es que ninguno de los dos hemos inventado la sopa de ajo, je.
A parte de bromas, mis estudios de matemáticas los considero muy básicos. Dejé la carrera de matemáticas en segundo (en singular), hace bastantes años. Años más tarde, hice algunos estudios por la UNED, pero ya referido a otros temas. De todas formas, si me indicas “dónde” ir (Internet, claro), intentaré ponerme al día.
Te agradezco, de antemano, tu interés y ayuda.
Saludos cordiales.

[pod]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

"Si uno quiere (científicamente) desmentir un modelo vigente, lo primero que debe hacer es demostrar que su modelo también explica correctamente las observaciones que se han hecho hasta ese momento."

No lo veo totalmente correcto,

Pues sí es correcto. La ciencia trabaja según el método científico experimental. En él, son sólo los experimentos los que dictaminan sobre la realidad, no nuestros conocimientos ni nuestro gusto personal.

Normalmente pensamos en que eso significa que cada vez que hacemos una teoría tenemos que diseñar nuevos experimentos para confirmarla. Y es cierto, pero incompleto. La ciencia rigurosa tiene más de 300 años y existen muchísimos experimentos ya realizados; cualquier nueva teoría debe empezar por funcionar a la perfección con todos los experimentos que ya se han hecho hasta la fecha incluso antes de pensar si se diseña un experimento nuevo.

Las teorías ahora mismo vigentes, lo son porque han superado con éxito todos los experimentos que se han realizado. Por lo tanto, si quieres desbancarlas para instaurar una nueva teoría, tu teoría propuesta debe empezar por:

1. Reproducir fielmente todos los experimentos realizados hasta la fecha.

2. Explicar porque la teoría antigua, pese a ser "incorrecta" (según la nueva), funcionaba bien con todos los experimentos anteriores. No vale decir "ah mira, casualidad, estaba mal pero funciona".

3. Proponer nuevos fenómenos, aún no experimentados, que permitan discriminar entre las dos teorías. Si no se cumple este punto, las dos teorías serían equivalentes, así que sería fútil hacer el cambio.

Estos son los requisitos del método científico. Si quieres hacer algo científicamente, lo tienes que hacer así.

creo que se puede criticar alguna parte de un modelo, en el que tenga mis dudas, sin necesidad de exponer un modelo completo.

Se puede hacer, pero no científicamente porque te estás saltando el método científico.

[QUOTE=rarar;96278]

“Los datos están ahí, uno puede ir y mirarlos.”

Revistas científicas especializadas, preprints (http://es.arxiv.org/), etc.

Es lo que agradecería que alguien me indicara dónde.

De todas formas, si me indicas “dónde” ir (Internet, claro), intentaré ponerme al día.

En el foro de orientación encontrarás docenas de hilos de personas que preguntan cómo aprender física por su cuenta. Obviamente, la forma con mayores garantías consiste en replicar el itinerario que sigue un estudiante, empezando por las bases y subiendo poco a poco (para entender la física moderna primero hay que dominar la clásica).

[rarar]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

Muchas gracias Pod, sobre todo, por indicarme algunas páginas a dónde dirigirme que, por cierto, no conocía.
Intento informarme de todos los temas que puedo. De hecho, casi sólo “leo ciencia”. Ahora bien, como en el ejemplo que puse en el mensaje anterior (me gustaría que criticases si está mal razonado), llego a un punto del que no puedo pasar:

“¿se ha comprobado, experimentalmente, si esos ciclos de radiación tienen alguna alteración con respecto a la aceleración, velocidad, altura, campo magnético terrestre u otras causas. Me lío a buscar en Internet y me resigno, sigo quedando con la duda, porque pienso que al medir el reloj el tiempo, está en función de los ciclos del cesio 133. Unos sacarían la conclusión de que ha variado el tiempo y otros considerarían que han variado los ciclos”,

imagino que sí se habrá comprobado y, si no, habrá otros experimentos sobre el tema, que me gustaría conocer.
Mi única meta es el saber por el saber. No aspiro a desbancar teorías, ni a hacer nuevas (ya hay bastantes). Cuando me “atasco” intento buscar en Internet las respuestas, y si tengo que “saber” integrar (o refrescar la memoria en mecánica clásica, cuántica o termodinámica), pues me pongo a ello.
No sé si captas mi filosofía, lo que quiero es poder debatir temas (tengo unos pocos), que, creo, no son triviales, con gente seria (aunque sea con dosis de buen humor); y que, en cuanto “toque” las teorías aceptadas mayoritariamente, no me manden a “párvulos”.
Saludos cordiales.

[pod]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

“¿se ha comprobado, experimentalmente, si esos ciclos de radiación tienen alguna alteración con respecto a la aceleración, velocidad, altura, campo magnético terrestre u otras causas. Me lío a buscar en Internet y me resigno, sigo quedando con la duda, porque pienso que al medir el reloj el tiempo, está en función de los ciclos del cesio 133. Unos sacarían la conclusión de que ha variado el tiempo y otros considerarían que han variado los ciclos”,

imagino que sí se habrá comprobado y, si no, habrá otros experimentos sobre el tema, que me gustaría conocer.
Mi única meta es el saber por el saber. No aspiro a desbancar teorías, ni a hacer nuevas (ya hay bastantes). Cuando me “atasco” intento buscar en Internet las respuestas, y si tengo que “saber” integrar (o refrescar la memoria en mecánica clásica, cuántica o termodinámica), pues me pongo a ello.
No sé si captas mi filosofía, lo que quiero es poder debatir temas (tengo unos pocos), que, creo, no son triviales, con gente seria (aunque sea con dosis de buen humor); y que, en cuanto “toque” las teorías aceptadas mayoritariamente, no me manden a “párvulos”.
Saludos cordiales.

Se podría decir que el mismo experimento lo demuestra. Sería mucha casualidad que hubiera el efecto justo para que saliera el mismo resultado con tanta precisión.

Efectivamente, hay más experimentos. De hecho, todos utilizamos uno de ellos a diario: el GPS. Los satélites en órbita emiten constantemente una señal indicando la hora exacta de la transmisión y su posición exacta en el espacio. Haciendo uso de esas señales, los dispositivos que todos tenemos (en móviles y coches) pueden triangular la precisión. Si los relojes de los satélites no tuvieran en cuenta la relatividad (no sólo la velocidad, sino también el efecto gravitatorio por la diferencia de altura), el sistema cometería un error de kilómetros en cuestión de segundos. Hay que tener en cuenta que los civiles usamos una banda del GPS que contiene voluntariamente cierto error arbitrario añadido, el ejército de estados unidos se reserva la versión más precisa, que llega a resoluciones de centímetros.

Así que cada vez que el GPS consigue llevarte a tu destino, tu mismo estás demostrando que la relatividad funciona.

Pero bueno, este hilo trata de la expansión acelerada. Mejor volvemos a ese tema...

[rarar]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

Los GPS tienen el mismo problema (y más), según he leído en la wiki, por eso hay que ajustarlos periódicamente.
Creo que el tiempo “relativo” está, quizá, basado en las transformaciones de Lorentz (corrígeme si me equivoco) y, en mi modesto análisis, esa deformación temporal es incorrecta.
Al tema:
Si no lo tengo mal entendido, la Ley de Hubble dice que los “objetos”, mientras más lejanos, más corrimiento al rojo tienen. He supuesto que, si el universo estuviese acelerando su expansión, se habrán realizado varias observaciones de los mismos “objetos”, en el transcurso del tiempo, para poder afirmar que existe esa aceleración.
No lo he podido encontrar en Internet.
He leído sobre innumerables “objetos” lejanos (GRB 090423, IOK-1, J11200641, J1148+5251, SDSS J103027,10+052455, A1689-zD1, etc.) y estoy realizando una base de datos con ellos. Tengo una referencia temporal y de distancia, pero no he conseguido otras mediciones posteriores. He pensado que necesitaríamos, por lo menos tres mediciones en el tiempo, para ver si se están acelerando. ¿?
Saludos cordiales.

[hugo fernandez]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

Estimado rarar:
Soy un físico veterano y creo que tus dudas tienen fuerte asidero. Voy a contarte como se mide la "aceleración del Universo" y tú saca tus conclusiones.
1 - Para medir la aceleración media de un objeto necesitamos conocer su variación de velocidad en un dado tiempo. Ello es imposible actualmente pues no disponemos de medidas de velocidad de alguna galaxia lejana, que estén separadas en tiempo lo suficiente para obtener su variación de velocidad. En consecuencia, debemos usar otros medios indirectos.
2 - Si aceptamos válido el modelo del Big Bang (conjetura) podríamos medir las velocidades de dos galaxias lejanas pero separadas, mediante una medida indirecta dada por el corrimiento al rojo (conjetura). Luego, asumiendo que la diferencia de velocidades entre galaxias se debe sólo a la expansión del espacio (conjetura) y que la expansión del espacio cumple con el Principio cosmológico (conjetura), podríamos estimar la aceleración.
3 - No he agregado las incertezas debidas a la componente transversal de la velocidad (que es desconocida), ni la correspondiente a la determinación de su distancia, ni consideré los otros posibles efectos que pueden influir en el z del corrimiento al rojo, ni los efectos dinámicos relativistas sobre objetos a gran velocidad (como poseen las galaxias lejanas).
Siempre debe tenerse en cuenta que nuestras teorías son modelos hechos por nosotros, que tratan de explicar lo mejor posible el comportamiento de la naturaleza, pero nunca son la realidad. Ninguna teoría está libre de fallar, aunque sean muy sólidas (que no es este caso).

Atentamente
Hugo Fernández

[rarar]

Re: El Universo se expande aceleradamente, ¿de verdad?

Estimado Hugo:
Muchas gracias por tu amable contestación, y por aclarar mis dudas. Ya empezaba a pensar que soy torpe, por no entenderlo.
Voy a abrir otro “hilo” para exponer otras dudas sobre la “Teoría de la relatividad”
Recibe un cordial saludo.