Divulgación Expansión en el interior de la galaxia

[john500]

Una duda:
Porque si estas mas lejos de una galaxia, ves que se aleja mas rapido??
Y porque no se expande el espacio adentro de las galaxias??

[Jose D. Escobedo]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Hola john.

Trata de replantear tus preguntas de otra manera, porque al menos a mi me causan confución. También sería bueno se explicaras cuales son tus inquietudes. Si no te puedo ayudar, ya habra alguién que lo pueda hacer. Lo que sí puedo darte son referencias, en el caso de que no pueda ayudarte.

Saludos
Jose

[john500]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Mi duda es esta:
Segun la ley de Hubble, mientras mas lejos esta una galaxia, mas rapido se aleja de nosotros. Porque sucede eso??

Mi segunda duda:
Si el universo se expande, porque el espacio entre las galaxias no se expande??

[arivasm]

Re: Distancias y dilatacion temporal

La ley de Hubble se correspondería con una expansión del espacio que sucediese por igual en todas partes. Para entendernos pongamos un ejemplo, aunque no sea todo lo correcto que debiera. Imagínate un tablero de ajedrez de goma. En cierto instante, la anchura de los cuadros es de 1 cm. Consideremos los centros de tres de esos cuadros: A, B y C. La distancia entre A y B es 1 cm. La distancia entre A y C son 2 cm. Si el tablero se está estirando uniformemente en todas direcciones, y al cabo de 1 s la anchura de los cuadros ha pasado a ser 1,2 cm, la distancia entre A y B será de 1,2 cm y la distancia entre A y C será de 2,4 cm. Un observador situado en A dirá que B se está alejando a 0,2 cm/s (1,2 cm-1 cm en 1 s), mientras que C se aleja a 0,4 cm/s (2,4 cm-2 cm en 1 s). Como ves, cuanto más lejos está un punto cualquiera (B o C) de otro punto cualquiera (A) mayor es la velocidad de alejamiento.

Sobre tu segunda pregunta, todo el espacio se expande. Lo que incluye puntos próximos. La diferencia es que, como dije antes, cuanto menor sea la distancia menos apreciable es el efecto. Por eso lo hemos descubierto en cuanto hemos tenido oportunidad de observar grandes distancias en el Universo.

[Harvey]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Las galaxias no se expanden como tales, su tamaño no cambia.

Se expande el espacio intermedio entre ellas, pero no su espacio interior.

[arivasm]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Un artículo interesante de divulgación y que recomiendo a todo el mundo que tenga inquietudes en el tema de la expansión del Universo y las concepciones erróneas al respecto, fue publicado en Investigación y Ciencia de mayo de 2005, titulado "Las paradojas de la gran explosión", de Charles Linewaver y Tamara Davis. He visto que hay algunos escaneados por la red, tanto de la versión española como de la americana.

De ese artículo copiaré los siguientes fragmentos, en alguno de los cuales se hace referencia al clásico ejemplo, que desarrollan, del globo en expansión (semejante al que puse antes del tablero de ajedrez), y que tomo del escaneado inglés porque permite copiar y pegar. Las negritas son mías, pues las utilizaré para rebatir la afirmación de Harvey

In our universe, as on the surface of the balloon, everything recedes from everything else. Thus, the big bang was not an explosion in space; it was more like an explosion of space. It did not go off at a particular location and spread out from there into some imagined preexisting void. It occurred everywhere at once.

En definitiva, como dije anteriormente, la expansión es un estiramiento del propio espacio, que no hace distinción de si éste corresponde al situado entre dos galaxias o dentro de una de ellas.

No obstante, me entra la duda de si la ecuación de campo de la Relatividad General conducirá a un diferente comportamiento en las inmediaciones de las masas con respecto del espacio alejado de ellas, en cuyo caso sí podría haber alguna diferencia. Por supuesto, para que ello fuese así las masas tienen que ser muy elevadas, lo que significaría que estaríamos hablando del espacio alrededor de los agujeros negros supermasivos del centro de las galaxias, pero no tanto del espacio ocupado por la propia galaxia, algo que, por cierto, es un término muy ambiguo, toda vez que una galaxia carece de un borde definido y que el halo de gas y materia oscura que la conforma se extiende mucho más allá que las estrellas que la integran.

[Harvey]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Y, ¿Por qué no se expande el sistema solar?
Por las mismas razones que no se expande la galaxia.
Si sabes de alguien que haya comprobado un aumento en el tamaño de la galaxia, por favor, dame la referencia.

[john500]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Esa es mi duda tambien, la misma que la de harvey.

[arivasm]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Está visto que no sé explicarme. A ver si de esta manera: tomemos la ley de Hubble, $v = H d$, donde $v$ es la velocidad de recesión, $d$ es la distancia y $H$ la constante de Hubble, cuyo valor es 160 km/s por millón de años luz. Tomemos, no ya el sistema solar, sino una estrella del vecindario, situada a 10 años luz. La velocidad de recesión es de 1,6 m/s!. Para hacernos una idea, aunque esperásemos 1000 años la distancia sólo habría cambiado 170 segundos-luz (1/3 de la distancia Tierra.Sol), absolutamente indetectables frente a los 10 años-luz.

Tomemos el radio de nuestra galaxia, unos 50000 años luz. La velocidad de recesión correspondiente es 8 km/s. Compárese con la velocidad orbital de 1500 km/s de las estrellas que orbitan alrededor del agujero negro central. Por supuesto, la traducción a expansión es también irrelevante.

Para que las velocidades de recesión sean detectables por efecto Doppler no deben ser despreciables frente a la velocidad de la luz, lo que exige distancias cosmológicas.

[Jose D. Escobedo]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Y, ¿Por qué no se expande el sistema solar?
Por las mismas razones que no se expande la galaxia.
Si sabes de alguien que haya comprobado un aumento en el tamaño de la galaxia, por favor, dame la referencia.

Hola Harvey.

Cuando se dice que el espacio en el universo se expande, se habla de escalas grandes.
El grupo de familias de via lactea tiene una distancia aproximada a 3 Megaparsecs, que comparado con el radio visible del universo de aproximadamente14 billion parsecs es peque$\~n$o, y ademas, sabiendo que el universo es mas grande...pues imaginate!

Esos datos los obtuve de la wikipedia y mi libro de cosmologia.

Saludos
Jose.

[Harvey]

Re: Distancias y dilatacion temporal

[FONT=Tahoma]Diámetro Vía Láctea = 100.000 años-luz; 100.000/3,26 al = 30.675 pársec[/FONT]

[FONT=Tahoma]Velocidad de recesión = 70 kms/sg/Mpsc = 70 ms/sg/psc = 30.765 x70 = 2.154 kms./sg.[/FONT]

[FONT=Tahoma]Año-luz = [/FONT][FONT=Tahoma]9460 728 000 000 [/FONT][FONT=Tahoma]km[/FONT][FONT=Times New Roman]; [/FONT][FONT=Tahoma]1 al/ 2.154 = 4,39 x $10^{9}$ segundos = 139 años[/FONT]



[FONT=Tahoma]Por tanto, si el espacio interior de las galaxias estuviera sujeto a la expansión, el diámetro de la Vía Láctea aumentaría un año-luz por cada 139 años, ¿Este incremento no es detectable?[/FONT]
[FONT=Tahoma]¿También los electrones se separan del núcleo atómico debido a la expansión espacial? Entonces las órbitas estables dejarían de serlo. [/FONT]

[arivasm]

Re: Distancias y dilatacion temporal

¿Cómo se puede determinar un cambio de una parte en 50000 esperando 139 años?

Sobre la expansión de los átomos. Por decirlo gráficamente, se expande el teatro, los actores se alejan entre sí si están en reposo con relación al teatro, y ésa es otra razón más en favor de la detectabilidad sólo para distancias cosmológicas: la recesión sólo será evidente si se hacen medidas sobre actores tan alejados como para que sus movimientos locales sean despreciables frente a la velocidad de recesión. De todos modos, la respuesta es muy evidente, aplica la ley de Hubble con una distancia del orden de $10^{-10} {\rm m}$ y tú mismo la encontrarás.

[guibix]

Re: Distancias y dilatacion temporal

[FONT=Tahoma]Diámetro Vía Láctea = 100.000 años-luz; 100.000/3,26 al = 30.675 pársec[/FONT]

[FONT=Tahoma]Velocidad de recesión = 70 kms/sg/Mpsc = 70 ms/sg/psc = 30.765 x70 = 2.154 kms./sg.[/FONT]

[FONT=Tahoma]Año-luz = [/FONT][FONT=Tahoma]9460 728 000 000 [/FONT][FONT=Tahoma]km[/FONT][FONT=Times New Roman]; [/FONT][FONT=Tahoma]1 al/ 2.154 = 4,39 x $10^{9}$ segundos = 139 años[/FONT]



[FONT=Tahoma]Por tanto, si el espacio interior de las galaxias estuviera sujeto a la expansión, el diámetro de la Vía Láctea aumentaría un año-luz por cada 139 años, ¿Este incremento no es detectable?[/FONT]
[FONT=Tahoma]¿También los electrones se separan del núcleo atómico debido a la expansión espacial? Entonces las órbitas estables dejarían de serlo. [/FONT]

¿Y que pasa con la gravedad?

Resulta que por mucho que se expanda el Universo, las partes que estén suficientemente cerca quedan atadas por la gravedad y "mantienen la distancia". Si hubieras leído el link de arivasm "Las paradojas de la gran explosión" lo explica perfectamente

[LeoDamLop]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Y, ¿Por qué no se expande el sistema solar?
Por las mismas razones que no se expande la galaxia.
Si sabes de alguien que haya comprobado un aumento en el tamaño de la galaxia, por favor, dame la referencia.

La luna se aleja de la tierra, una pulgada por año. Obviamente no solo por la expansión del espacio, sino porque describe una espiral que es muy parecida a una elipse.
Lo mismo sucede con todos los cuerpos del sistema solar. Algunos se alejan del sol y otros se acercan, lo que pasa es que es necesario mucho tiempo para notar esos cambios de distancia.
Aproximadamente la galaxia tendría que crecer en su radio máximo un 0.24% en un año, si todas las órbitas fuesen circulares.
Pero no lo son y cada cuerpo va a describir una trayectoria cambiante en cada momento. La vía Láctea no es una estructura fija.

[Harvey]

Re: Distancias y dilatacion temporal

[FONT=Tahoma]Arivasm dice:[/FONT]

[FONT=Tahoma]“¿Cómo se puede determinar un cambio de una parte en 50000 esperando 139 años?”[/FONT]

[FONT=Tahoma]De ninguna manera porque no se va a producir , al menos por mor de la expansión espacial.[/FONT]

[FONT=Tahoma]Dice también:[/FONT]

[FONT=Tahoma]“[/FONT][FONT=Tahoma]Sobre la expansión de los átomos. Por decirlo gráficamente, se expande el teatro, los actores se alejan entre sí si están en reposo con relación al teatro, y ésa es otra razón más en favor de la detectabilidad sólo para distancias cosmológicas: la recesión sólo será evidente si se hacen medidas sobre actores tan alejados como para que sus movimientos locales sean despreciables frente a la velocidad de recesión. De todos modos, la respuesta es muy evidente, aplica la ley deHubble con una distancia del orden de $10^{-10}$ y tú mismo la encontrarás”.[/FONT]

[FONT=Tahoma]Si una galaxia no ve afectado su tamaño por causa de la expansión espacial, con menos motivo se verá afectado el tamaño del átomo.[/FONT]