¿Podría el universo expandirse más rápido que la velocidad de la luz?

[Jaime Rudas]

La gravitación es un ejemplo de deformación elástica, tienes un ET plano, colocas una masa tienes un ET curvo, quitas la masa tienes el mismo ET plano. Las distancias entre puntos alejados de la masa no varían sensiblemente.
Pero una deformación como la introducida por energía oscura, crea o suprime espacio, de un ET plano, pasado el efecto o extraída la fuente de Energia (por medio deuna onda gravitacional que aumente o disminuya el espacio circundante) la distancia entre objetos no es vuelta a modificar objetos lejanos aumentaron o disminuyeron su distancia,y así quedan, el ET queda plano de nuevo pero con distancias diferentes, ese cambio que no vuelve a lo original es su deformación plástica.

No, Richard, estás confundiendo espacio con espacio-tiempo. En el modelo actual, el espacio es plano y el espacio-tiempo es curvo. Esa curvatura del espacio-tiempo se manifiesta en que el espacio se expande a través del tiempo. Si deja de actuar lo que hace que el espacio-tiempo se curve (o sea, si deja de actuar lo que hace que el espacio se expanda), el espacio-tiempo (elásticamente) vuelve a quedar plano, o sea, el espacio deja de expandirse.

[Richard R Richard]

Releyendome, creo que lo deje escrito muy ambiguo e interpretaste algo que no quise decir.Lo he corregido

[teclado]

Hola Alriga, gracias por tu respuesta.

Hola teclado, en la Expansión del Universo según la Relatividad General, (modelo ΛCDM) no hay violación de la causalidad. Si nos explicas qué te hace creer que sí la hay, (repito: en ΛCDM; no digo nada ni diré de la métrica de Alcubierre) intentaremos rebatirlo.

La frontera de nuestro universo observable está ahora a 46.2 miles de millones de años luz de nosotros y se llama Horizonte de Partículas, hice una breve descripción de él y de su relación con la causalidad en:

Puede interesarte repasar el hilo Antigüedad del universo post#7 en el que analizamos el famoso diagrama de Davis-Lineweaver.

Mira el post#10 de ese mismo hilo de la "antigüedad del universo" a ver si te aclara dudas.

Saludos.

Por lo general los conceptos de Relatividad General y Cosmología consiguen esquivarme. Creo que confundí la violación de la causalidad con la idea de que los objetos en ese horizonte de eventos van desapareciendo con la expansión acelerada del Universo (lo que creo que en el gráfico del post#10 se representa en que el horizonte de partículas cruza el horizonte de eventos).

[Alriga]

...la idea de que los objetos en ese horizonte de eventos van desapareciendo con la expansión acelerada del Universo (lo que creo que en el gráfico del post#10 se representa en que el horizonte de partículas cruza el horizonte de eventos)...

No exactamente, ya que el horizonte de partículas no es ningún objeto. En mi opinión, la inclusión del horizonte de partículas en esos gráficos es muy desafortunada, ya que lo único que consiguen es que la gente se fije en él y se obsesione, cuando su presencia en este gráfico es superflua e irrelevante.

Tienes razón en que ahí se ve bien que objetos “desaparecen” es decir, lo que les suceda ya no podrá ser visto por nosotros, cuando cruzan la línea del horizonte de sucesos. Pero las líneas de universo que siguen los objetos en ese gráfico son las líneas de puntos, como la z=3 que hemos descrito antes.

Supongo que todos entendéis que “nosotros” somos el eje de ordenadas en ese gráfico. Recordad que la “Hubble sphere” es la distancia a la que están los objetos que se alejan de nosotros justo a la velocidad de la luz.

Notad que todos los acontecimientos que suceden en la galaxia de la línea de puntos z=3 entre el punto azul y el punto amarillo, suceden cuando la galaxia se está alejando de nosotros a una velocidad mayor que la velocidad de la luz. Sin embargo, como esos sucesos están dentro del “event horizon” los veremos en el futuro.

Ello es así porque, aunque inicialmente los fotones de uno de esos acontecimientos al intentar acercarse a nosotros sean vencidos por la recesión y en realidad se alejen, no “se alejan” lo suficientemente deprisa para evitar que el crecimiento de la Hubble Sphere (RH) los alcance: a partir de que RH los alcanza, los fotones empiezan a disminuir inexorablemente su distancia a nosotros, hasta que llegan a nosotros en el futuro. Es lo que he intentado dibujar (no demasiado bien, pero creo que se entiende) con la línea gruesa en azul.

En cambio, los fotones generados por un acontecimiento en la galaxia de la línea de puntos z=3 que suceda a la derecha del “event horizon” (punto amarillo) son fotones que son arrastrados por la recesión del universo más deprisa de lo que crece el Radio de Hubble (RH) y por lo tanto su distancia a nosotros crecerá para siempre y no veremos ese acontecimiento nunca.

Saludos.

[Jaime Rudas]

la idea de que los objetos en ese horizonte de eventos van desapareciendo con la expansión acelerada del Universo

Como complemento a la explicación de Alriga, comento que, aunque la galaxia de z=3 cruzó el horizonte de eventos (punto amarillo) hace cerca de 5000 millones de años, esto no lo veremos nunca. Lo que veremos es que se difumina a medida que se acerca al horizonte de eventos, de la misma forma que sucede con los objetos que se acercan al horizonte de eventos de un agujero negro.

[Richard R Richard]

No, Richard, estás confundiendo espacio con espacio-tiempo. En el modelo actual, el espacio es plano y el espacio-tiempo es curvo. Esa curvatura del espacio-tiempo se manifiesta en que el espacio se expande a través del tiempo. Si deja de actuar lo que hace que el espacio-tiempo se curve (o sea, si deja de actuar lo que hace que el espacio se expanda), el espacio-tiempo (elásticamente) vuelve a quedar plano, o sea, el espacio deja de expandirse.

No coincido totalmente Jaime .En una parte estoy de acuerdo, en la expansión del universo y su planitud , y creo que si la energía impulsora permanece constante todo seguiría siendo plano el mismo tamaño actual, y que esto esta relacionado directamente con la pegunta original del hilo de iñaki, pero cuando el hilo derivó a la métrica de Alcubierre la expansión y contracción en ella tienen un carácter local, no tienen nada que ver con la métrica del universo, son dos temas diferentes,(que los puedes suponer simultáneos así como tambíen pueden suceder simultáneamente la solución de Schwarzchild y FRLW) , así que no,creo no confundo, comparto contigo todo lo que has posteado ya hace años de Davis y Lineweaver, aunque no lo comprendo totalmente, por más voluntad que le puse. Pero lo de Alcubierre es local no se expande todo el universo, sino la región trasera de la burbuja y contrae la delantera,
Podemos discutir si hay algo de deformación elástica o no cuando aplicas la energía.
Si lo ves de otra forma que pueda aprender soy todo oidos.

[Jaime Rudas]

Digamos que una onda de estas()las de Alcubierre) te alcanza las estrellas de fondo se corren de su posición habitual y allí quedan en una nueva posición. Sin embargo la gravitación las corre por un periodo transitorio, pasado el efecto recuperan su posición en el firmamento. Así Einstein probó su teoría con Eddington y Hubble mirando al sol, o puede predecir efectos en cruces de Einstein.

Insisto: estás confundiendo la curvatura espaciotemporal con la curvatura espacial. En la métrica de Alcubierre no hay curvatura espacial, solo hay curvatura espaciotemporal (expansión y contracción). El efecto gravitatorio que mencionas es debido a la curvatura espacial y no tiene ninguna relación con el mecanismo de Alcubierre (y, a propósito, aunque no tiene relación con lo que discutimos, Hubble tampoco tuvo relación con ese efecto).

[inakigarber]

Insisto: estás confundiendo la curvatura espaciotemporal con la curvatura espacial. En la métrica de Alcubierre no hay curvatura espacial, solo hay curvatura espaciotemporal (expansión y contracción). El efecto gravitatorio que mencionas es debido a la curvatura espacial y no tiene ninguna relación con el mecanismo de Alcubierre (y, a propósito, aunque no tiene relación con lo que discutimos, Hubble tampoco tuvo relación con ese efecto).

Me tiene un poco confundido este párrafo, entiendo que lo que quieres decir es que en la métrica de Alcubierre las magnitudes espaciales permanecen invariantes y varía solo la curvatura temporal. La verdad es que este tema me tiene un tanto confundido.

[Jaime Rudas]

Me tiene un poco confundido este párrafo, entiendo que lo que quieres decir es que en la métrica de Alcubierre las magnitudes espaciales permanecen invariantes y varía solo la curvatura temporal. La verdad es que este tema me tiene un tanto confundido.

Ya estoy empezando a dudar si quien está realmente confundido soy yo. Veamos lo que yo entiendo: en relatividad general, la curvatura del espacio-tiempo está determinada por el tensor de energía momento. Teniendo en cuenta lo anterior, observando lentes gravitacionales podemos determinar las masas que están haciendo que el espacio se curve de esa forma. Ahora bien, el universo, a muy grandes escalas, es plano, o sea, de curvatura nula. ¿Significa eso que el tensor de energía momento es nulo? No, porque lo que determina el tensor de energía momento es la curvatura del espacio-tiempo, no solo la del espacio. Pero, ¿qué significa que el espacio-tiempo sea curvo, mientras que el espacio es plano? Que el espacio se expande con el transcurrir del tiempo pero permanece plano espacialmente. ¿Y solo se expanden los espacios planos? No necesariamente, pero la curvatura en el sentido espaciotemporal es lo que llamamos expansión.

[Richard R Richard]

No te lo discuto Jaime pero se me hace que si el espacio de una región localizada expande y el de otra no, un rayo de luz que atraviese la zona mientras expande se desvía respecto de una zona que no expande, y si se desvía no es plano. Hay una diferencia en ET del universo y es que todos los rayos están dentro de la misma métrica, isotropa , pero la de Alcubierre no lo es, un fotón lanzado de frente por delante (eje z) de la métrica Alcubierre tiene una frecuencia mas alta al comprimirse, cuando pasa por la zona de la nave la mantiene, y cae de frecuencia hasta la frecuencia original por detrás,
Si lo lanzas oblicuo, el ángulo se me hace que varía m, me explico, en las direcciones x e y avanzaría las misma unidades de espacio por unidad de tiempo proporcionales a c, pero en z, un observador externo verá que recorre cada vez mas espacio por cada unidad de tiempo,mientras el espacio z se va contrayendo eso es una curva... lo mismo cuando expande.

[Jaime Rudas]

si el espacio de una región localizada expande y el de otra no, un rayo de luz que atraviese la zona mientras expande se desvía respecto de una zona que no expande, y si se desvía no es plano. Hay una diferencia en ET del universo y es que todos los rayos están dentro de la misma métrica, isotropa , pero la de Alcubierre no lo es,

Sí, tienes razón en esto. Sin embargo, fíjate que esa especie de refracción de la luz solo se da mientras esté en funcionamiento la burbuja. Una vez deja de funcionar, el efecto desaparece, pero eso no significa que lo expandido se vuelva a contraer.

[Richard R Richard]

Sí, tienes razón en esto. Sin embargo, fíjate que esa especie de refracción de la luz solo se da mientras esté en funcionamiento la burbuja. Una vez deja de funcionar, el efecto desaparece, pero eso no significa que lo expandido se vuelva a contraer.

Yo entiendo que algo debe suceder entre el estado tener la densidad de energía en una región para expandir o contraer el espacio tiempo y mismo el espacio sin esa densidad energía que sería uno en realidad un ET Minkowsky ,si prendes o apagas el botón que da la energía y es ET se curva o se endereza, ese cambio de métrica que sucede a velocidad c, es lo que llamo efecto elástico, lo que se estire o contraiga luego por efecto del tiempo y la métrica (FRLW o Alcubierre) por modificar el factor de escala ya será algo plástico, y no se volverá a contraer o expandir.