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Duda sobre la ley de Hubble
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Estoy fuera de casa, de vacaciones y no tengo conexión estable a internet, por lo que no me extenderé mucho, pero me gustaría hacer un par de puntualizaciones:
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.. si esta constante cosmológica se elimina, la tasa de la expansión, se reduce conforme aumenta la distancia. Por ello, se esperaría una reducción de la constante de Hubble (velocidad/distancia) a distancias muy grandes...
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.. A partir de 1998 se pudieron observar galaxias muy lejanas, con corrimientos al rojo muy grandes, lo cual implicaba velocidades de alejamiento muy grandes. El resultado sorprendente fue que para esas galaxias, la constante de Hubble (velocidad/distancia), en lugar de reducirse, como se esperaba por las ecuaciones de Lemaitre-Friedman (relatividad general sin constante cosmológica), aumentaba.- Sin constante cosmológica: el parámetro de Hubble disminuye asintóticamente a cero.
- Con constante cosmológica: el parámetro de Hubble disminuye asintóticamente a un valor positivo distinto de cero (km/s)/Mpc
Saludos.
EDITADO: Veo que Jaime y yo hemos respondido a la vez, saludos Jaime RudasÚltima edición por Alriga; 22/08/2022, 11:00:16.
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Escrito por 555 Ver mensaje
Gracias por la corrección, no me pareció así en la fuente que consulté:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...tro/Fried.html
Friedmann lo desarrolló como una ecuación relativista en el marco de la relatividad general, pero la descripción aquí se limita a una versión no relativista simplificada, basada en las leyes de Newton.
Escrito por 555 Ver mensajeY aún ahí se estaría asumiendo que la luz viaja en línea recta cuando tenemos evidencia de que se curva con el espacio, pero no es el punto ahora.
Escrito por 555 Ver mensajeEn realidad la luz que nos llega no nos dice nada de su brillo intrínseco actual, aunque para eso sí hay un patrón que permite estimarlo, dado su ciclo, aunque probablemente sea otra aproximación.
Escrito por 555 Ver mensajePero sobre todo, la luz que nos llega no nos dice nada de su distancia real, en este momento., Para eso también hay un modelo que es el de la expansión. Pero es que es precisamente la expansión lo que queremos establecer, si partimos como premisa de lo que pretendemos demostrar estamos en una falacia circular.
Escrito por 555 Ver mensajeY si nos queremos apoyar en Hubble para eso, es la interpretación que se cuestiona desde el principio del hilo.
Escrito por 555 Ver mensajeAl final la cuestión hasta donde yo entiendo es que no existe manera de inferir la posición actual de cuerpos distantes salvo la ley de la inercia, y estando en un contexto en el que se habla de expansión acelerada, constante cosmológica y energía oscura hablamos ya de mucho más que inercia, que ya era una suposición.
Tanto que puestos a incluir otros factores nos podríamos plantear el modelo inverso. Y en mi opinión es el modelo al que apunta una lectura del eje temporal de un diagrama de Hubble. Cambiemos por un momento la distancia por tiempo y en lugar de una fotografía, que no lo es, estaremos viendo una secuencia de desaceleración. Incluso una posible contracción, que si no estoy equivocado es lo que apuntaba la relatividad antes de introducir la constante cosmológica.
Creo que es el último bocadillo divulgativo a mi nivel que puedo escribir, así que voy por las palomitas. saludos.Última edición por Richard R Richard; 20/08/2022, 20:56:34. Motivo: Aclaraciones, corregir la ortografía que el corrector no corrige.
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Escrito por carroza Ver mensaje
Hecho empírico 2: A partir de la luminosidad observada de los "standard candles", podemos inferir la distancia a la que estan. Básicamente, la luminosodad observadad decrece con el cuedrado de la distancia.
Escrito por carroza Ver mensajeTeoría 1: Ley de Hubble: Interpretando el corrimiento al rojo como efecto doppler debido a la velocidad de alejamiento, inferimos que las galaxias de alejan con velocidades proporcionales a la distancia.
Escrito por carroza Ver mensajeTeoria 2:.../...No obstante, si esta constante cosmológica se elimina, la tasa de la expansión, se reduce conforme aumenta la distancia.
Escrito por carroza Ver mensajeHecho empirico 4: A partir de 1998 se pudieron observar galaxias muy lejanas, con corrimientos al rojo muy grandes, lo cual implicaba velocidades de alejamiento muy grandes. El resultado sorprendente fue que para esas galaxias, la constante de Hubble (velocidad/distancia), en lugar de reducirse, como se esperaba por las ecuaciones de Lemaitre-Friedman (relatividad general sin constante cosmológica), aumentaba.
Escrito por carroza Ver mensajeTeoría 3: Relatividad General: Modelo Lambda-CMB: Si se reintroduce la constante cosmológica, reinterpretada como energía oscura, en las ecuaciones de la relatividad general, se reproduce con precisión el hecho empírico 4, así como la distribucion a gran escala de las galaxias en el universo observable.
Escrito por carroza Ver mensajeEn este marco, no hay problema para determinar la posición "actual" de los cuerpos distantes. Simplemente, se aplican las ecuaciones de la relatividad general, en el marco de la teoría 3. En este sentido, no es más problemático que determinar la posición "actual" de una fuente luminosa lejana, que se mueve con respecto a nosotros, a partir de la observación de su luz. Es claro que, cuando nos llega la luz, la fuente luminosa se ha movido, pero como sabemos cómo se mueve, podemos inferir donde está ahora.
Gracias de nuevo por la secuencia que ha sido muy oportuna para escenificar el problema espero que con mayor con claridad.
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Escrito por Jaime Rudas Ver mensajeEsta interpretación no es correcta porque la velocidad a la que se alejan las galaxias no es proporcional a la tasa de expansión, sino a la distancia.
Escrito por Jaime Rudas Ver mensajeO sea, tanto en una expansión acelerada, como en una expansión desacelerada, los galaxias lejanas se alejan mucho más rápido que las cercanas
Luego, deberíamos observar mayor aceleración en las galaxias cercanas que en las lejanas.
Creo que lo ves sólo en términos de distancia cuando lo que se propone es incluir la noción del tiempo.
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Escrito por Richard R Richard Ver mensajepero cuando observas, cuando experimentas y obtienes valores para esos parámetros, concluyes que el pronóstico para la evolución del universo es expansión y a tasa acelerada.
Escrito por Richard R Richard Ver mensajesi la distribución de materia y energía es homogénea e isótropa, la luz no se desvía de la trayectoria recta euclidiana sino que lo que se prevé es que recorra más de la distancia original entre emisor y receptor al momento de emitirse el fotón
Escrito por Richard R Richard Ver mensajepara el cálculo de la distancia actual desde el mismo modelo se usan otros cálculos que tiene en cuenta el efecto acumulativo en el tiempo de la distancia original de la fuente.
Escrito por Richard R Richard Ver mensajeNo, no hace falta apoyarse en la ley de Hubble, solo en el de modelo cosmológico basado en FRLW y sus resultados experimentales, del cual también se deduce la ley de Hubble y se han podido medir los parámetros actuales.
Escrito por Richard R Richard Ver mensajeSobre interpretaciones diferentes habrá millones de sabores, en particular me gustaría que el universo funcione tal cual yo lo entienda de buenas a primeras , pero no me resultó así.Última edición por 555; 21/08/2022, 01:04:16.
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Escrito por 555 Ver mensaje[...] un pequeño matiz sobre el hecho 2: inferimos la distancia a la que estaban en el momento que emitieron la luz que nos llega ahora. Sobre este punto gira todo el planteamiento.
[...]
Vuelvo a incidir en el mismo punto, yo diría que "inferimos que las galaxias se alejaban".
Escrito por 555 Ver mensajeSegún la reinterpretación que propongo de las observaciones de Hubble lo que demuestran es cuanto menos una deceleración, lo cual tal vez eliminaría la necesidad de una constante cosmológica que sabemos que fue un añadido.
Escrito por 555 Ver mensajeY aquí es donde llega la falacia lógica circular: en función de unas observaciones mal interpretadas hemos inferido una tasa de expansión (constante cosmológica) y la vamos a aplicar para conocer la distancia en el momento presente y por supuesto nos va a mostrar como el universo se expande.
Escrito por Jaime Rudas, antes Ver mensajeCreo entender que tu argumento es el siguiente: cuando vemos una galaxia muy lejana, en realidad, lo que estamos viendo es cómo era esa galaxia hace mucho tiempo, no cómo es ahora. Por otra parte, lo que observamos de esa galaxia es que se aleja mucho más rápidamente que las galaxias cercanas. De lo anterior deduces que hace mucho tiempo las galaxias se alejaban muchos más rápido que ahora, por lo tanto, la expansión se desacelera. Esta interpretación no es correcta porque la velocidad a la que se alejan las galaxias no es proporcional a la tasa de expansión, sino a la distancia.Escrito por 555 Ver mensajeY si es proporcional a la distancia, es proporcional al tiempo.
Escrito por Jaime Rudas, antes Ver mensajeEsta interpretación no es correcta porque la velocidad a la que se alejan las galaxias no es proporcional a la tasa de expansión, sino a la distancia. O sea, tanto en una expansión acelerada, como en una expansión desacelerada, los galaxias lejanas se alejan mucho más rápido que las cercanasEscrito por 555 Ver mensajeNo lo veo así, si la expansión acelera implica mayor aceleración ahora que antes y viceversa.
Luego, deberíamos observar mayor aceleración en las galaxias cercanas que en las lejanas.
Escrito por 555 Ver mensajeCreo que lo ves sólo en términos de distancia cuando lo que se propone es incluir la noción del tiempo.
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Escrito por Weip
Igual lo entendí mal pero, ¿carroza no habla del parámetro de Hubble en función del redshift? Al menos entendí eso cuando lo leí. Yo diría que tu hablas del parámetro de Hubble en función del tiempo.- Sin constante cosmológica: el parámetro de Hubble H(t) es una función estrictamente decreciente que disminuye asintóticamente a cero.
- Con constante cosmológica: el parámetro de Hubble es una función estrictamente decreciente que disminuye asintóticamente a un valor positivo distinto de cero ~56 (km/s)/Mpc.
Esta función estudiada en el intervalo , en donde como sabes significa el principio del universo y el final del universo:- Sin constante cosmológica : el parámetro de Hubble H(z) es una función estrictamente creciente con límite cero en z=-1
- Con constante cosmológica : el parámetro de Hubble es una función estrictamente creciente con límite un valor positivo distinto de cero en z=-1 que es ~56 (km/s)/Mpc.
El parámetro que SI era decreciente mientras la expansión del universo fue decelerada y pasó a ser creciente en el instante en el que la expansión del universo empezó a ser acelerada es la tasa de expansión, definida como la derivada del factor de escala
Eso lo explicamos en el hilo La constante de Hubble y la expansión del universo
Otros detalles que pueden resultar interesantes a los lectores del hilo en El inicio de la expansión acelerada del Universo: la aceleración del factor de escala
Saludos.Última edición por Alriga; 26/08/2022, 08:08:31.
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Escrito por Jaime Rudas Ver mensajeA ver, observacionalmente, podemos determinar en qué dirección se encontraba el sol hace 8 minutos, pero eso no significa que no podamos inferir en qué dirección se encuentra en este preciso momento o, incluso, en qué dirección se encontrará dentro de 8 minutos.
Escrito por Jaime Rudas Ver mensajeNo, no, no: las observaciones de Hubble no tienen ninguna relación con la aceleración o desaceleración de la expansión. Lo único que demuestran es que el universo se expande tal como lo predecían las ecuaciones de Fridman y Lemâitre.
Ya se ha expuesto que la métrica FLRW puede describir tanto expansión como contracción.
Escrito por Jaime Rudas Ver mensajeNo no es así, ante todo porque la constante cosmológica es un concepto muy diferente a la tasa de expansión que, a su vez, es un concepto diferente al parámetro de Hubble que, a su vez, aunque relacionado, es un concepto diferente a la velocidad de alejamiento de las galaxias. Te resulta un argumento circular porque reiteradamente confundes estos cuatro conceptos.
-La constante cosmológica: que bajo ciertas condiciones introduce un factor de expansión en las fórmulas de Einstein.
-La tasa de expansión: que es la velocidad a la que supuestamente se incrementa la expansión del espacio.(constante de Hubble)
-El parámetro de Hubble: que es la relación entre velocidad y distancia de lo que se interpreta como alejamiento tal como se asume hoy siendo la "constante" su valor actual.
-La velocidad de alejamiento de las galaxias: la velocidad total a la que interpretamos que las galaxias se alejan.
Entiendo los matices, pero de la misma manera que hay palabras sinónimas hay términos matemáticos o físicos que contienen implicaciones idénticas.
Escrito por Jaime Rudas Ver mensajeLo veo solo en términos de distancia porque, como lo expliqué arriba, la velocidad de alejamiento es directamente proporcional a la distancia en un momento determinado, pero no es directamente proporcional al tiempo.
Independientemente del tipo de proporción que suponga, siempre que hables de una distancia, y más en estas magnitudes, estás hablando de tiempo. Y es porque en realidad son lo mismo, pero como decía eso da para otro hilo.
Sobre las diversas afirmaciones habría mucho que hablar:
Escrito por Jaime Rudas Ver mensajela velocidad de alejamiento es directamente proporcional a la distancia.
Lo ves como proporcional a la distancia a razón de la tasa de expansión, pero esa tasa de expansión expresada en kilómetros por segundo por cada megapársec implica una relación con el tiempo por el desfase que un megapársec supone en el imaginario eje temporal. Vivamos en el presente, no en el pasado. O en lugar de describir el mundo terminaremos describiendo los sesgos de nuestra percepción. Tú crees que te estás moviendo sólo en distancias pero al hacerlo, a la vez, dada la escala, te mueves en el tiempo, y no es ni mucho menos negligible.
Al los diagramas de Hubble hay que desplegarles un tercer eje, en los actuales tiempo y distancia están replegados sobre la horizontal, hay que verlo en profundidad.
Escrito por Jaime Rudas Ver mensajeFíjate que si la aceleración es constante en el tiempo, la tasa de expansión crece, pero la velocidad de alejamiento puede disminuir (como, en efecto, lo hace).
Y tampoco la velocidad puede disminuir en ninguna aceleración positiva. La única clase de aceleración que reduce la velocidad es la negativa, la deceleración.
Incorporado a nuestro razonamiento el factor tiempo, en un modelo de expansión acelerada lo que deberíamos ver es como las galaxias más cercanas, tanto en distancia como en tiempo, muestran una mayor velocidad de alejamiento y lo que se observa en realidad es todo lo contrario.
Esperemos que el nuevo juguetito que se ha añadido al arsenal, el James Webb, pueda arrojar algo más de luz sobre el tema. De hecho he oído que quizás pronto tengamos noticias al respecto, tal vez nos sorprendan.
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Escrito por 555 Ver mensaje-La constante cosmológica: que bajo ciertas condiciones introduce un factor de expansión en las fórmulas de Einstein.
-La tasa de expansión: que es la velocidad a la que supuestamente se incrementa la expansión del espacio.(constante de Hubble)
[...]
La tasa de expansión en una medida de aceleración. Si la aceleración es constante en el tiempo la tasa de expansión no puede aumentar, aumentarán en todo caso la velocidad y la expansión.
Y tampoco la velocidad puede disminuir en ninguna aceleración positiva. La única clase de aceleración que reduce la velocidad es la negativa, la deceleración.
Incorporado a nuestro razonamiento el factor tiempo, en un modelo de expansión acelerada lo que deberíamos ver es como las galaxias más cercanas, tanto en distancia como en tiempo, muestran una mayor velocidad de alejamiento y lo que se observa en realidad es todo lo contrario.Última edición por Jaime Rudas; 22/08/2022, 00:06:13.
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Bueno, parece que después de 25 posts el tema se ha agotado sin que el autor del hilo haya variado su, ya para él, acertada e inmejorable interpretación de la Cosmología Física.
Interesante el hecho a reflexión de que la interpretación “acertada” sea la sencilla ocurrencia de alguien que declara que su nivel en Física es el correspondiente a “primaria”. Y que esa sencilla interpretación “acertada” no haya sido pensada, argumentada, demostrada fehacientemente y publicada antes en una revista "top" por ninguno de los cientos de miles de brillantes y formados físicos que a lo largo de los últimos 107 años han estudiado y trabajado en Cosmología Física.
Gracias Jaime Rudas , Richard R Richard , carroza y Weip por vuestras excelentes (y desafortunadamente inútiles) aportaciones.
Procedemos pues al cierre del hilo, saludos de AlrigaÚltima edición por Alriga; 22/08/2022, 21:15:52.
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