Avanzado Antigüedad del universo

[Jarabo80]

No soy fisico pero hay una cuestion sobre su antiguedad que me inquita.
la expansion se acelera y eso provoca que la informacion que supere la velocidad de la luz nunca nos llegue.
Es posible que hubiera mas universo tras 13.800.000 millones de años no detectable y su antiguedad sea mayor?
si hubiera mas universo otros 13.800.000 millones de años mas lejano por ejemplo no seria ese universo que si detectamos un universo moribundo en vez de primigenio?
cuando nuestra galaxia extinga sus estrellas solo quedara polvo agujeros negros supermasivos con el tiempo y menos radiacion como observamos a tan temprana edad y de forma incomprensible respecto a los agujeros negros.
supongo que se sabra algo de ese tema. Me lo pueden aclarar por favor.
Gracias

[Richard R Richard]

No soy fisico pero hay una cuestion sobre su antiguedad que me inquita.
la expansion se acelera y eso provoca que la informacion que supere la velocidad de la luz nunca nos llegue.

Hola, si un objeto que hoy se aleja de nosotros con una tasa de recesión mayor a 299792458m/s y a la vez la expansión sigue acelerándose, entonces no nos llegará nunca información que pudiera provenir del objeto. Pero si la expansión desacelera si puede llegar, tarde más o tarde menos.

Es posible que hubiera mas universo tras 13.800.000 millones de años no detectable y su antigüedad sea mayor?

Lo que hoy vemos como radiación del fondo cósmico de microondas, es la luz que salió de alrededor de 0.78 mm de diámetro de alrededor de donde hoy está el centro del universo observable, es decir en ti o la Tierra, lo que quieras tomar como receptor, Esa luz salió hace 13.800MA ,lo que estaba más allá de esos 0.78mm nos llegará su radiación en el futuro con un longitud de onda cada vez menor, hoy se corresponde a la comparable con la radiación de un cuerpo negro que radia a 2.73 K.
Te recomiendo le dediques tiempo a la lectura del foro, pues todo esto que te digo, lo estoy repitiendo como lorito, porque lo he aprendido justamente aquí en el foro, está escrito y de muy buena fuente.

si hubiera mas universo otros 13.800.000 millones de años mas lejano por ejemplo no seria ese universo que si detectamos un universo moribundo en vez de primigenio?

Confundes la relación temporal, si hubiera algo masa allá de esos 0.78mm hace 13800 MA la luz de ese universo aún no tuvo tiempo de llegarnos, y la poca que nos llegue en el futuro, no tiene porque revelar nuevas características diferentes a lo que ya conocemos dentro de nuestro universo, Hay otras teoria que dicen que los universos son burbujas que expanden una pegadas a otras y que sería posible observar donde unas se tocan con las otras, es la teoría del multiverso, También de ello se ha hablado bastante por el foro.

cuando nuestra galaxia extinga sus estrellas solo quedara polvo agujeros negros supermasivos con el tiempo y menos radiación como observamos a tan temprana edad y de forma incomprensible respecto a los agujeros negros.
supongo que se sabra algo de ese tema. Me lo pueden aclarar por favor.
Gracias

Eso no es cierto para nada, lo que había inicialmente eran nubes de gas hidrógeno, con algo de Helio, y muy pero muy poco Litio, Polvo estelar nada, pues todavía no existían ni siquiera las estrellas. Agujeros negros, solo podrían existir , los primordiales que nadie ha probado que existen, y los supermasivos, que deben su formación al colapso gravitacional de nubes muy masivas de gas, o bien por el aumento de tamaño de los primordiales por absorber los gases. A la vez de esto se creaban estrellas, estas tampoco no pudieron escapar al colapso,al ser atraídas rápidamente y quedaron dentro d los AN supermasivos, pero a ciencia cierta nadie sabe como se formaron, y son los que están por lo general en el centro de cada galaxia.

[Jaime Rudas]

Hola, si un objeto que hoy se aleja de nosotros con una tasa de recesión mayor a 299792458m/s y a la vez la expansión sigue acelerándose, entonces no nos llegará nunca información que pudiera provenir del objeto.

En realidad, en condiciones de expansión acelerada, sí podemos observar galaxias que se alejan a velocidades de recesión superiores a la de la luz. De hecho, cualquier galaxia con corrimiento al rojo superior a 1,46 tiene una velocidad de recesión superior a c y los astrofísicos estudian rutinariamente galaxias con mucho mayores corrimientos al rojo. Cómo y por qué sucede esto, se explica en el punto 3.3 de este trabajo de Davis y Lineweaver.

[Richard R Richard]

Jaime , hemos debatido el tema con esta mas de tres veces, en tu blog y en otras partes y sinceramente no me convence y cada vez que lo pienso mas me convenzo que por mas que retroceda la esfera de Hubble, solo podemos ver lo que se emitió como luz si partió desde dentro de la esfera de hubbe que había en ese momento, que no es la de hoy, pero si parte de fuera de la esfera, nunca llegara a estar dentro.

Me propongo hacer hacer un modelo matemático que lo explique , y me ,o te convenza de la posición contraria saludos.

Lo que si estoy seguro es que si algo se aleja a mas de c respecto del radio exterior actual de la esfera de Hubble, seguro no puede alcanzarlo ahora ni en el futuro si hay expansión acelerada, en eso coincidimos?

[Jaime Rudas]

Jaime , hemos debatido el tema con esta mas de tres veces, en tu blog y en otras partes y sinceramente no me convence y cada vez que lo pienso mas me convenzo que por mas que retroceda la esfera de Hubble, solo podemos ver lo que se emitió como luz si partió desde dentro de la esfera de hubbe que había en ese momento, que no es la de hoy, pero si parte de fuera de la esfera, nunca llegara a estar dentro.

Me propongo hacer hacer un modelo matemático que lo explique , y me ,o te convenza de la posición contraria saludos.

Lo que si estoy seguro es que si algo se aleja a mas de c respecto del radio exterior actual de la esfera de Hubble, seguro no puede alcanzarlo ahora ni en el futuro si hay expansión acelerada, en eso coincidimos?

¿Leíste lo que te indiqué?:

Por lo tanto, la luz que está más allá de la esfera de Hubble tiene una velocidad total que la aleja de nosotros. ¿Cómo es entonces que podemos llegar a ver esa luz? Aunque los fotones están en la región superlumínica y por lo tanto se alejan de nosotros (en distancia propia), la esfera de Hubble también se aleja. En universos desacelerados, $H$ disminuye a medida que disminuye $\dot a$ (lo que hace que la esfera de Hubble se aleje). En universos acelerados, $H$ también tiende a disminuir a medida que $\dot a$ aumenta más lento que $a$. Mientras la esfera Hubble se aleje más rápido que los fotones inmediatamente fuera de ella, $\dot D >v_{rec}-c$, los fotones terminarán en una región infralumínica y se acercarán a nosotros.

[Richard R Richard]

Si Jaime lo lei, si tu lo tienes claro, bien, yo lo voy a rumiar bastante, que este cerca o lejos de la esfera de hubble me daría lo mismo, si lo que esta fuera puede alcanzarnos, entonces cualquier cosa puede, solo hay que esperar lo suficiente, y sabemos que lo que está fuera del universo observable no llegará, solo quiero avisparme por las mías que llega y que no, pero hasta entonces es estéril debatir.

[Alriga]

... cada vez que lo pienso mas me convenzo que por mas que retroceda la esfera de Hubble, solo podemos ver lo que se emitió como luz si partió desde dentro de la esfera de Hubble que había en ese momento, que no es la de hoy, pero si parte de fuera de la esfera, nunca llegara a estar dentro ...

No. Recordemos que eso ya lo explicamos aquí: ¿El universo se expande a una velocidad mayor que la de la luz?

Reflexionemos que si la Esfera de Hubble fuese el Horizonte de Sucesos, esa equivalencia entre ambos saldría trivialmente en toda la bibliografía, cuando lo que sale en toda la bibliografía especializada es que no son lo mismo, mira el capítulo 2 de Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the universe (Tamara M. Davis, Charles H. Lineweaver)

A lo mejor te resulta más fácil ver que el Radio de Hubble (RH) no es un Horizonte de Sucesos (HS) si piensas en un universo en el que no hay constante cosmológica. Ese es un universo en el que solo actúa la gravedad que es atractiva y por lo tanto es un universo desacelerado, (la derivada del factor de escala es siempre negativa = la velocidad de expansión se hace cada vez más pequeña). Un fotón emitido por una supernova que estalló en el pasado fuera de RH inicialmente se aleja de nosotros, pero como el universo siempre está desacelerando llegará un momento en el que la distancia entre el fotón y nosotros dejará de crecer más rápido que la velocidad del fotón y éste por fin se podrá acercar a nosotros. Ese cambio se produce justo en el momento en que el fotón llega a nuestra distancia de Hubble (RH), (más allá de nuestra distancia de Hubble la recesión es superlumínica, por eso el fotón todavía se aleja, pero al atravesar nuestro radio de Hubble entra en zona de recesión sublumínica y ya puede acercarse).

Dicho de otra forma, en un Universo desacelerado, un fotón emitido en dirección a nosotros desde más allá del Radio de Hubble, primero parecerá alejarse y luego (justo cuando lo atraviese) comenzará a acercarse. Tarde o temprano, siempre llegará hasta nosotros. Por eso, un universo desacelerado tiene Radio de Hubble pero no tiene horizonte de sucesos: todos los eventos que suceden en él los veremos un día u otro. Dicho de otra manera, en un universo siempre desacelerado el RH(t) es siempre finito mientras que el HS(t) es siempre infinito, por lo tanto no son nunca lo mismo.

En un universo con constante cosmológica como el nuestro, que primero fue desacelerado hasta hace 6175 Maños pasando después ha ser acelerado, la diferencia estriba en que no todos los fotones nos llegarán en el futuro, solo los que estén en el interior del horizonte de sucesos HS(t) y se cumple que HS(t) > RH(t) para todo tiempo, es decir siempre hay eventos que suceden fuera del RH pero dentro del HS y que veremos en el futuro. HS(t) y RH(t) convergen asintóticamente, es decir solo coincidirán en el tiempo=infinito. Mira el gráfico en el paper de Davis-Lineweaver:

en donde se ve muy claramente lo que explico: en nuestro universo, para el mismo tiempo cósmico el Event Horizon HS(t) es siempre mayor que la Hubble Sphere RH(t) (excepto en el punto singular del inicio del tiempo y en el infinito). En abcisas hay la distancia de cualquier evento a nosotros y en ordenadas el tiempo cósmico, por lo tanto podemos situar en un punto del gráfico todos los eventos acaecidos en cualquier instante y a cualquier distancia a nosotros de la historia del universo: la explosión de una supernova, la fusión de dos agujeros negros, el choque de dos galaxias,... Enseñanzas que obtenemos de ese gráfico:

• Todos los eventos acaecidos dentro del Light Cone (LC) ya lo hemos visto en el pasado.
• Todos los eventos acaecidos justo en la línea Light Cone son los que estamos viendo justo ahora. Además la línea LC es la trayectoria que siguió ese fotón que vemos ahora desde donde partió: los de la línea LC que se originaron a menor distancia que Hubble Sphere RH se observa en el gráfico que siempre se han ido acercando a nosotros hasta llegar hoy, mientras que los de la línea LC que se originaron más lejos de RH, primero se estuvieron alejando un tiempo hasta alcanzar RH, momento en el que empezaron a acercarse para llegar hoy.
• Todos los eventos acaecidos o por acaecer ubicados entre el Light Cone y el Event Horizon (HS) los veremos en el futuro. Repito: si acaecen dentro de HS los veremos, tanto si acaecen dentro de RH como si no.
• Finalmente, todos los eventos acaecidos o por acaecer ubicados fuera del Event Horizon, no los veremos nunca.

Saludos.

[carroza]

Gracias, Alriga. Muy ilustrativo el gráfico.

Una pregunta de ignorante: En ese gráfico, a qué corresponde la linea "particle horizon", y a qué corresponden las lineas de puntos etiquetadas 1, 3, 10, ...?

Un saludo

[Jaime Rudas]

Gracias, Alriga. Muy ilustrativo el gráfico.

Una pregunta de ignorante: En ese gráfico, a qué corresponde la linea "particle horizon", y a qué corresponden las lineas de puntos etiquetadas 1, 3, 10, ...?

El horizonte de partículas actual está ubicado en el lugar donde se encuentra actualmente la galaxia más lejana que, en principio, podríamos observar actualmente. O sea, el horizonte de partículas marca el límite del universo observable que, como se ve en la gráfica, actualmente es de cerca de 46 mil millones de años luz.

Las lineas de puntos etiquetadas 1, 3, 10 corresponden a dónde se encuentran las galaxias cuyo corrimiento al rojo z es igual a 1, 3 y 10 respectivamente.

[Alriga]

... En ese gráfico, a qué corresponde la linea "particle horizon", y a qué corresponden las lineas de puntos etiquetadas 1, 3, 10, ...?

Actualmente (ahora) nos están llegando fotones con z=1, z=3, z=10, z=1000 ... Los más lejanos que vemos ahora son los de z=1089.8 del fondo cósmico de microondas debido a que antes el universo no era transparente. Me centro en la línea dibujada de z=3 (para el resto de "zetas" la explicación es análoga). Esa línea de puntos quiere representar el movimiento en el espacio y el tiempo del objeto (galaxia) que emitió los fotones que nos están llegando ahora con z=3

Cuando esos fotones que vemos ahora con z=3 partieron, (por ejemplo procedentes de una supernova) el tiempo cósmico era de 2144 Maños y entonces, cuando la supernova estalló, su distancia a nosotros era de 5303 Maños-luz (punto azul). Los fotones han estado viajando hacia nosotros por el Cono de Luz, primero alejándose, después de atravesar el RH (punto verde) acercándose, y nos han llegado ahora 11643 Maños después de su emisión.

Mientras tanto la galaxia anfitriona de la supernova, se ha estado alejando de nosotros debido a la expansión: la línea de puntos z=3 corresponde a ese aumento de distancia de la galaxia a nosotros con el paso del tiempo. Ahora está a una distancia (intersección de la línea de puntos z=3 con la línea horizontal "now") de 21214 Maños-luz. Todo lo que pasó en esa galaxia z=3 a la izquierda del punto azul, ya lo hemos visto en el pasado. Ahora estamos viendo justo lo que pasó en el punto azul. Y todo lo que pasará en esa galaxia entre el punto azul y el punto amarillo lo veremos en el futuro. El punto amarillo de tiempo cósmico ~9 mil millones de años luz corresponde a cuando la galaxia z=3 cruzó más allá del Horizonte de Sucesos. Nada de lo que suceda en la galaxia z=3 a la derecha del punto amarillo podremos verlo nunca: los eventos acaecidos o por acaecer en la galaxia z=3 a la derecha del punto amarillo, no pueden tener relación causal con nosotros.

Solo podemos ver fotones de z<1089.8 factor de escala a=1/(1+z)=0.000917 por el motivo explicado, pero podemos preguntarnos cual sería la distancia a nosotros de un hipotético objeto cuyos fotones nos estuviesen llegando ahora con un $z \rightarrow \infty$ factor de escala $a\rightarrow 0$

El "particle horizon" (Horizonte de Partículas HP) es la distancia a nosotros ahora de ese hipotético objeto de redshift infinito, (intersección de la línea de trazos"particle horizon" con la línea horizontal "now"), está a 46189 Maños-luz de nosotros. Explicándolo al revés: si en el instante del inicio del universo nosotros hubiésemos emitido un fotón, ese fotón si no hubiese interaccionado nunca con nada, estaría ahora a una distancia de 46189 Maños-luz de nosotros. (Ver más detalles en el post#32)

La línea de trazos "particle horizon" representa los extremos de los Horizontes de Partículas sucesivos para cada momento, y creo que no pinta nada en ese gráfico, contribuyendo a liar más que ayudar.

Saludos.

EDITADO: Ver también ¿Podría el universo expandirse más rápido que la velocidad de la luz? post#63

[carroza]

Muchas gracias a ambos.

Otra preguntita: el grafico parece que muestra que el radio de Hubble corta el horizonte de sucesos para 25 Gy. ¿Esto es así, o se acercan asistoticamente , indefinidamente, sin cortarse?

PS: Este gráfico puede resultar curioso, para mostrar que, incluso en el big bang (T=0), el universo era ya muuuuy grande, posiblemente infinito (mayor al menos que los 60 Glyr de tu grafica)

Un saludo

[Alriga]

Muchas gracias a ambos.

Otra preguntita: el grafico parece que muestra que el radio de Hubble corta el horizonte de sucesos para 25 Gy. ¿Esto es así, o se acercan asintóticamente , indefinidamente, sin cortarse ...

No se cortan:

En un universo con constante cosmológica como el nuestro, que primero fue desacelerado hasta hace 6175 Maños pasando después ha ser acelerado, la diferencia estriba en que no todos los fotones nos llegarán en el futuro, solo los que estén en el interior del horizonte de sucesos HS(t) y se cumple que HS(t) > RH(t) para todo tiempo, es decir siempre hay eventos que suceden fuera del RH pero dentro del HS y que veremos en el futuro. HS(t) y RH(t) convergen asintóticamente, es decir solo coincidirán en el tiempo=infinito ....

... PS: Este gráfico puede resultar curioso, para mostrar que, incluso en el big bang (T=0), el universo era ya muuuuy grande, posiblemente infinito (mayor al menos que los 60 Glyr de tu grafica) ...

Eso, a bote pronto, no acierto a verlo en el gráfico. ¿Puedes explicarlo?

Gracias y saludos.

[Jaime Rudas]

Actualmente (ahora) nos están llegando fotones con z=1, z=3, z=10, z=1000 ... Los más lejanos que vemos ahora son los de z=1089.8 del fondo cósmico de microondas debido a que antes el universo no era transparente. Me centro en la línea dibujada de z=3 (para el resto de "zetas" la explicación es análoga). Esa línea quiere representar el movimiento en el espacio y el tiempo del objeto cuyos fotones nos están llegando ahora con z=3

Cuando esos fotones que vemos ahora partieron, (por ejemplo procedentes de una supernova) el tiempo cósmico era de 2144 Maños (Punto A) y entonces cuando la supernova estalló, su distancia a nosotros era de 5303 Maños-luz (Punto B). Los fotones han estado viajando hacia nosotros, primero alejándose, después de atravesar el RH (Punto C) acercándose, y nos han llegado ahora 11643 Maños (Punto H) después de su emisión.

Mientras tanto la galaxia anfitriona de la supernova, se ha estado alejando de nosotros debido a la expansión: la línea de puntos z=3 corresponde a ese aumento de distancia a nosotros con el paso del tiempo. Ahora está a una distancia (intersección de la línea de puntos z=3 con la línea horizontal "now" Punto D) de 21214 Maños-luz (Punto E).

Solo podemos ver fotones de z<1089.8 factor de escala a=1(1+z)=0.000917 por el motivo explicado, pero podemos preguntarnos cual sería el desplazamiento espacio-tiempo de un hipotético objeto cuyos fotones nos estuviesen llegando ahora con un $z \rightarrow \infty$ factor de escala $a\rightarrow 0$

La línea de trazos "particle horizon" es el desplazamiento espacio-tiempo de ese hipotético objeto de redshift infinito, ahora está a 46189 Maños-luz de nosotros (Puntos F y G). Explicándolo al revés: si en el instante del inicio del universo nosotros hubiésemos emitido un fotón, ese fotón estaría ahora a una distancia de 46189 Maños-luz de nosotros.

Para ilustrar lo anterior, hice el siguiente gráfico donde, en color café, se indican los diferentes eventos mencionados por Alriga:

[Jaime Rudas]

PS: Este gráfico puede resultar curioso, para mostrar que, incluso en el big bang (T=0), el universo era ya muuuuy grande, posiblemente infinito (mayor al menos que los 60 Glyr de tu grafica)

Eso, a bote pronto, no acierto a verlo en el gráfico. ¿Puedes explicarlo?

Supongo que se refiere a la línea café aquí:

[Alriga]

Supongo que se refiere a la línea café aquí:

¿La "línea café" es esa línea "gorda" de abajo? ¿Qué significa? ¿Como está definida? En el gráfico que yo he insertado de Davis-Lineweaver no sale.

Saludos.