Expansión en el interior de la galaxia

[arivasm]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Amigo Harvey, llevas una colección de posts afirmando que la expansión universal sólo afecta al espacio entre las galaxias pero no al que éstas ocupan. Yo, por mi parte, te he dado razones en contra e incluso alguna referencia. Por tanto, creo que ya va siendo hora de que des razones y/o referencias y no sólo afirmaciones.

Así pues, para que quede claro, responde la siguiente pregunta: ¿Por qué motivo el espacio que ocupa una galaxia no es afectado por la expansión del Universo? o si se prefiere, ¿qué modelo físico contrastado daría soporte a esa afirmación?.

Fíjate que no hablo de si la distancia entre dos estrellas de una galaxia o el radio de ésta cambia o no porque, como bien ha dicho guibix, en esa cuestión entran en juego *dos* elementos: la interacción gravitatoria entre masas y la expansión ubicua del espacio, esta última con una incidencia muchísimo menor que la primera por la forma de la ley de Hubble.

Y para que quede más claro aún lo que te estoy pidiendo: no valen las opiniones, pues se supone que éste es un foro de Física, alimentado por el espíritu de la Ciencia y destinado al intercambio de conocimientos. Si lo olvidamos entonces lo convertiremos en algo tan inútil como un debate en un programa de telebasura.

Por cierto, ya puestos, aunque esto sea secundario (y no quiero que tu próxima intervención se desvíe un milímetro de mi pregunta anterior) también me hago esta otra: ¿pero es que hay alguna evidencia con relación a la evolución del tamaño de alguna galaxia?.

[pod]

Re: Distancias y dilatacion temporal

La expansión del universo no se aprecia en el interior de las galaxias (y, por ende, en el sistema solar) porque las distancias no aumentan según la expansión a estas escalas. Es un fenómeno que se conoce con el nombre de relajación gravitatoria. Se basa en que la escala de tiempo de la expansión es extremadamente lenta cuando hablamos de distancias muy cortas (cosmológicamente hablando unos cuantos millones de años luz es una "distancia corta"). A estas escalas, la interacción gravitatoria normal es mucho más rápida (va a la velocidad de la luz).

Dicho de otra forma, la expansión tiende a "estirar" los objetos muy lentamente (es un abuso de lenguaje, ya sabemos que los objetos no se mueven, aumenta la distancia entre ellos). Tan lentamente que, a distancias cortas, la gravedad tiene tiempo de sobra para volver "estirar" en sentido contrario y dejarlo todo como estaba. Por ese motivo, la expansión no afecta en el interior de las galaxias (probablemente, tampoco en el interior de los cúmulos de galaxias).

Por contra, a distancias muy grandes, la expansión tiende a acrecentar las distancias de forma mucho más rápida (ley de Hubble), y la gravedad es mucho más lenta (debe recorrer mayor distancia), por lo que la expansión se hace notar de sobras. Es decir, la expansión es algo a escala global del universo, no local.

En un lenguaje más relativista, la la expansión es consecuencia de la curvatura a gran escala del espacio-tiempo. Es una curvatura muy uniforme, por lo que sabemos de nuestras observaciones. No obstante, al igual que pasa al observar la superfície de un objeto, lo que a grandes rasgos parece uniforme, si se mira muy de cerca aparecen grumos. Esos grumos son las galaxias, donde la acumulación de mucha masa (energía, para ser más exactos) crea pequeñas perturbaciones locales a la curvatura. En esas regiones muy pequeñas (cosmológicamente hablando) la curvatura no será la misma que en conjunto del universo; la curvatura en esos "grumos" vendrá definida por la distribución de masas concreta en esa zona. Y eso es lo mismo que decir que dentro de ese grumo todo evoluciona según la gravedad normal.

[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]

Repasa tus cálculos. A mi me parece que el resultado correcto es mil veces superior a lo que indicas.


PD: El título original del hilo no tienen nada que ver con el tema que se debate. Lo cambio para reflejar mejor el contenido.

[arivasm]

Re: Expansión en el interior de la galaxia

Ok. Eso ya me suena mejor. Al menos son razones!. Por tanto, lo que he entendido es que la respuesta a lo que dije en un post anterior sobre 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 sería un "sí".

[Harvey]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Pod dice:
"Repasa tus cálculos. A mi me parece que el resultado correcto es mil veces superior a lo que indicas.


Es cierto. Hay un error en el exponente, debe ser $10^{12}$, no $10^{9}$

[Harvey]

Re: Distancias y dilatacion temporal

[FONT=Tahoma]Mi referencia era una respuesta que me dio Pod, pero no quería citarle sin darle ocasión a intervenir directamente, ahora que ya lo ha hecho puedo dar la referencia[/FONT]

[FONT=Tahoma]Cito:[/FONT]

[FONT=Tahoma]Enel Foro de RELATIVIDAD Y COSMOLOGÍA [/FONT]

[FONT=Tahoma]Hiloempezado por Diduco:Expansión delUniverso, día: 08/02/10[/FONT]

[FONT=Tahoma]Poddice (c0n fecha 30/09/10)[/FONT]

[FONT=Tahoma]“…La expansión no afecta a todos losniveles. De hecho, ni siquiera afecta al tamaño galáctico. Las galaxias siempre tienen el mismo tamaño. La expansión se nota a nivel inter-galáctico… Las galaxias se van separando, pero el tamaño de cada una es el mismo siempre. Es un fenómeno conocido como "relajación gravitatoria". [/FONT]

[FONT=Tahoma]“…Incluso si nuestro entorno se expandiera, los átomos no se expandirían. Los átomos están unidos por fuerzasmucho más potentes que la expansión…”[/FONT]

[FONT=Tahoma]Para el que quiera comprobarlo: http://forum.lawebdefisica.com/threa...de-Partículas[/FONT]

[pod]

Re: Distancias y dilatacion temporal

[FONT=Tahoma]Mi referencia era una respuesta que me dio Pod, pero no quería citarle sin darle ocasión a intervenir directamente, ahora que ya lo ha hecho puedo dar la referencia[/FONT]

[FONT=Tahoma]Cito:[/FONT]

[FONT=Tahoma]Enel Foro de RELATIVIDAD Y COSMOLOGÍA [/FONT]

[FONT=Tahoma]Hiloempezado por Diduco:Expansión delUniverso, día: 08/02/10[/FONT]

[FONT=Tahoma]Poddice (c0n fecha 30/09/10)[/FONT]

[FONT=Tahoma]“…La expansión no afecta a todos losniveles. De hecho, ni siquiera afecta al tamaño galáctico. Las galaxias siempre tienen el mismo tamaño. La expansión se nota a nivel inter-galáctico… Las galaxias se van separando, pero el tamaño de cada una es el mismo siempre. Es un fenómeno conocido como "relajación gravitatoria". [/FONT]

[FONT=Tahoma]“…Incluso si nuestro entorno se expandiera, los átomos no se expandirían. Los átomos están unidos por fuerzasmucho más potentes que la expansión…”[/FONT]

[FONT=Tahoma]Para el que quiera comprobarlo: http://forum.lawebdefisica.com/threa...de-Partículas[/FONT]

Somos esclavos de nuestras palabras (y dueños de nuestros silencios).

[arivasm]

Re: Distancias y dilatacion temporal

Mi referencia era una respuesta que me dio Pod, pero no quería citarle sin darle ocasión a intervenir directamente, ahora que ya lo ha hecho puedo dar la referencia

Caramba!, pues hubiese sido tiempo que habríamos ganado todos, pod incluido, si lo hubieses citado en su momento. La cita de otros hilos es una práctica muy frecuente en el foro y no veo las razones por las cuales haya que esperar a que entren en juego los autores.

[Cincinatti]

Re: Expansión en el interior de la galaxia

Y porqué existiendo esta expansión colisionan las galaxias?

[arivasm]

Re: Expansión en el interior de la galaxia

Porque la expansión no es tan rápida como para impedirlo. Recurriendo a una analogía que usé antes, y perdona que use un ejemplo tan pueril, imagínate que tenemos un teatro en el que el suelo se está estirando hacia todas partes, es decir, está en expansión. En él tenemos dos actores, un chico y una chica que quieren encontrarse (o si no nos gusta el ejemplo, un par de imanes orientados de manera atractiva). Si el ritmo de expansión (y la distancia entre ellos) es tal que en todo momento la velocidad con la que intentan aproximarse (medida con respecto al suelo) es más pequeña que la de recesión mutua no tendrían manera de lograr su objetivo, pero si la expansión es lenta sí podrán encontrarse.

Claro que seguro que pod u otros compañeros prestigiosos del foro lo puedrán contar de un modo más técnico y riguroso...

[Cincinatti]

Re: Expansión en el interior de la galaxia

Como juegan estas colisiones respecto a las interacciones gravitatorias y el Big Bang? , ya que si la expansión es lenta que permita estas colisiones, no estaríamos en una contracción del universo?

[arivasm]

Re: Expansión en el interior de la galaxia

Recuerda que la expansión es un estiramiento del espacio y que las velocidades de recesión son aproximadamente proporcionales a las distancias, de manera que las colisiones sólo son posibles en la escala local. En segundo lugar, el ritmo de expansión no siempre tuvo el ritmo actual, y en el pasado fue muchísimo más rápido.

[Cincinatti]

Re: Expansión en el interior de la galaxia

En todo el universo hay grupos locales.
Por "muchísimo más rápido" o nos vamos a la etapa inflacionaria o volvemos al punto de que estaríamos en una contracción por desaceleración de la expansión del universo.

[guibix]

Re: Expansión en el interior de la galaxia

En todo el universo hay grupos locales.
Por "muchísimo más rápido" o nos vamos a la etapa inflacionaria o volvemos al punto de que estaríamos en una contracción por desaceleración de la expansión del universo.

Piensa que dos objetos puedes separarse indefinidamente y aún así desacelerar. No por perder velocidad tienen que chocar.

Por ejemplo si un cuerpo que sale de una órbita entorno a otro cuerpo a velocidad de escape, entonces los cuerpos se alejarán hasta el infinito y a la vez lo harán cada vez a menor velocidad (des-aceleración). No hace falta ninguna infalción para explicarlo, con la gravitación de Newton es suficiente para explicar eso.

La inflación no se creó para que el Universo no colapse, sinó para explicar (entre otras cosas) el porqué el Universo es uniforme a gran escala entre puntos que no han tenido contacto causal, es decir porqué hay un equilibrio térmico entre puntos que el calor no ha tenido tiempo de transferirse entre ellos.

[Cincinatti]

Re: Expansión en el interior de la galaxia

Piensa que dos objetos puedes separarse indefinidamente y aún así desacelerar. No por perder velocidad tienen que chocar.

Por ejemplo si un cuerpo que sale de una órbita entorno a otro cuerpo a velocidad de escape, entonces los cuerpos se alejarán hasta el infinito y a la vez lo harán cada vez a menor velocidad (des-aceleración). No hace falta ninguna infalción para explicarlo, con la gravitación de Newton es suficiente para explicar eso.

La inflación no se creó para que el Universo no colapse, sinó para explicar (entre otras cosas) el porqué el Universo es uniforme a gran escala entre puntos que no han tenido contacto causal, es decir porqué hay un equilibrio térmico entre puntos que el calor no ha tenido tiempo de transferirse entre ellos.

Mi respuesta está en función de lo contestado por ARISVAM respecto a la colisión de galaxias existiendo una dilatación temporal.

Es de suponer que si hay des-aceleración en algún punto la velocidad será inferior a las fuerzas gravitatorias.

No cabría la posibilidad que no exista una dilatación temporal; sino una generación temporal (por así llamarlo una "acreción" temporal)?
El cual se podría generar en los agujeros negros de los centros de las galaxias, con una paridad a la absorción de materia y energía y proporcional a estas, de manera que cada galaxia tendría una tasa propia de generación. O sea que con un sentido inverso al ingreso de materia y energía al agujero negro y dada la forma de disco rotante o elíptica de la galaxias dicha generación temporal tendría una salida coincidente con la forma de las galaxias, permitiendo la expansión del universo y la colisión de galaxias (por ejemplo un grupo de personas paradas juntas de forma aleatoria, que estiran los brazos para los costados, alejándose unas de otras con la posibilidad que algunas se junten de espalda o pecho en distintos ángulos).
Un ejemplo sería una tela saliendo por un anillo, que a medida que se aleja del anillo se estira, y conforme está más cerca del anillo más pliegues tiene. Para el caso de generación temporal estos pliegues supondrían que desde el punto de vista de la gravedad la materia necesitaría conforme se aproxima el centro de la galaxia una velocidad inferior para no ser atraída por el agujero negro.
Todo lo cual no variaría la ley de Hubbel ni la velocidad de recesión.

[pod]

Re: Expansión en el interior de la galaxia

Como juegan estas colisiones respecto a las interacciones gravitatorias y el Big Bang?

La gravitación es la causa de que haya dichas colisiones. El big bang no creo que tenga nada que ver.

ya que si la expansión es lenta que permita estas colisiones, no estaríamos en una contracción del universo?

No, incorrecto. Que haya expansión significa que, de media, todo se aleja de todo. Y el ritmo al que crece la distancia es proporcional a la distancia en si. Luego, a parte de esto, cualquier objeto del universo tiene una "velocidad particular" superpuesta a la expansión. Dos objetos que se encuentren cerca el uno del otro sufren una velocidad aparente de expansión muy pequeña (tan pequeña que, como hemos dicho antes, no se nota en el interior de las galaxias y cúmulos). Por lo tanto, es perfectamente posible que la velocidad particular de dos objetos supere a la expansión y colisionen. Pero el universo, en su conjunto, sigue en expansión.

Es de suponer que si hay des-aceleración en algún punto la velocidad será inferior a las fuerzas gravitatorias.

Todas las observaciones experimentales hoy en día demuestran que hay aceleración. Positiva. No hay desaceleración.

No cabría la posibilidad que no exista una dilatación temporal; sino una generación temporal (por así llamarlo una "acreción" temporal)?

Eso no es lo que dicen las precisas observaciones que tenemos del universo hoy en día.