¿Por qué el universo observable es mucho más grande que tu edad?
Recientemente, aquí en Mega Curious recibimos una pregunta intrigante de Giovanni Bruno Jr., uno de nuestros lectores. Después de leer una historia aquí en nuestro sitio, más específicamente, una titulada "Si hay 'trillones' de planetas en el universo, ¿dónde están los extraterrestres?" - Gionanni estaba interesado en alguna información que mencionamos, a saber, que El universo observable tiene unos 90 mil millones de años luz de diámetro.
Sin embargo, como señaló nuestro lector, si nuestro universo surgió hace 13.700 millones de años, como resultado del Big Bang, y se ha expandido desde entonces a la velocidad de la luz (es decir, poco menos de 300, 000 kilómetros por segundo en el vacío), considerando que nada puede viajar más rápido que la luz, ¿cómo demonios creció tanto el universo?
Según Giovanni, siguiendo esta lógica, el universo debería medir un poco menos de 14 mil millones de años luz de diámetro en lugar de 90 mil millones, y esto ni siquiera está considerando el tamaño del universo "no observable" que, en lo que respecta a la especulación., puede extenderse a través del infinito y más allá ... Entonces, ¿cómo?
Antes de empezar
Volviendo al universo observable, para comprender mejor por qué es mucho más grande que su edad, primero debemos abordar una serie de problemas, como cómo se comporta la luz en el vacío e incluso un poco de teoría del color para que todo podría tener sentido al final.
Esto se debe a que, para comprender la expansión del universo, necesitamos comprender varios conceptos, incluido el llamado "desplazamiento al rojo", que básicamente se refiere a la forma en que las ondas de luz se comportan en relación con la velocidad relativa entre una fuente emisora y un observador ¿Vamos allá?
Aclarando algunos puntos
¡Quizás recuerdes tus clases de física e Isaac Newton! - cuando aprendiste que el negro representa la ausencia de color, mientras que el blanco, por el contrario, corresponde a la combinación de todos los colores, ¿verdad? Los colores no son más que ondas electromagnéticas que vibran a ciertas frecuencias de luz, y lo más largo que podemos ver los humanos es el rojo y el púrpura más corto.
Porque, con este conocimiento en la mano, sobre cómo la luz se propaga e interactúa con la materia, podemos determinar muchas cosas sobre los objetos, como su temperatura, su composición e incluso su ubicación en el espacio. Y hablando de ubicar cuerpos en el espacio, también puede recordar haber estudiado sobre el efecto Doppler, puede obtener una explicación completa a través de este enlace, ¿verdad?
Aunque a menudo se asocia con la forma en que se propagan las ondas sonoras, el mismo proceso puede ayudar a aclarar por qué la luz emitida por ciertas fuentes cósmicas tiende a ambos extremos del espectro electromagnético. Cálmate ... vamos a explicar esto bien! Bueno, el efecto Doppler nos permite saber cómo cambia la trayectoria de una longitud de onda en función de la dirección en que se mueve un objeto.
Por lo tanto, cuando un objeto se mueve en la dirección opuesta a la nuestra, las longitudes de onda de la luz se "estiran" y aparecen tendiendo hacia el rojo (más tiempo); Mientras un objeto se mueve hacia nosotros, las longitudes de onda se comprimen y, por lo tanto, aparecen azuladas (más cortas). Aquí es donde entra en juego el "desplazamiento al rojo".
Universo en expansión
Cuando los astrónomos comenzaron a medir la distancia que separa las galaxias de nosotros, en función de la luz que emiten, notaron que sus longitudes de onda tendían hacia el rojo, lo que indica que se están moviendo en la dirección opuesta a la nuestra. Pero los científicos notaron algo más.
Además del hecho de que las galaxias y otras estrellas en el espacio se mueven en la dirección opuesta a la nuestra, los astrónomos han observado que el desplazamiento al rojo también aumenta, lo que indica que todos estos cuerpos están "huyendo" de nosotros cada vez más rápido, lo cual significa que el universo se está expandiendo.
Las observaciones del desplazamiento al rojo también señalaron que cuanto más distantes están las galaxias en el espacio, más rápido se mueven hacia el borde del universo observable. ¡Pero esta información es solo una curiosidad! Ahora que hemos explicado cómo descubrimos que el universo se está expandiendo, ¿qué tal la confusión entre su edad y su tamaño?
Una cosa es una cosa, otra cosa es otra cosa
Cuando hablamos de un límite observable del universo, implica que también hay un universo no observable, que se extiende mucho más allá de lo que nuestras mentes pueden comprender. Solo para darle una idea, es en esta porción observable donde puede encontrar todas las estrellas que existen, es decir, 25 mil millones de cúmulos galácticos, 350 mil millones de galaxias grandes, 7 billones de galaxias enanas y alrededor de 10 22 a 10 24 estrellas. !
Ahora imagine que todo esto existe en un espacio de solo 13.7 mil millones de años luz de diámetro. Aquí es donde comienza la confusión entre el tamaño del universo y su edad. De hecho, suponiendo que el cosmos se originó en el Big Bang hace casi 14 mil millones de años, lo que no todos saben es que, según esta teoría, en los primeros días del espacio-espacio comenzó a expandirse más rápido que la velocidad de la luz.
Este período se conoce como inflación cósmica, y explica por qué, entre otras cosas, el universo es más grande que su edad. Según la teoría del Big Bang, en un abrir y cerrar de ojos, el Cosmos ha pasado de ser un lugar extraordinariamente denso y caliente a algo increíblemente gigante y lleno de partículas que, con el tiempo, comenzaron a formar todo lo que existe.
Después de que la inflación inicial se desaceleró, la expansión del universo se desaceleró con ella, y hoy los científicos creen que continúa sucediendo gracias a una fuerza misteriosa (y aún hipotética) conocida como energía oscura. Pero lo más interesante es que, si bien la ciencia aún no puede explicar los mecanismos detrás de la expansión, parece estar sucediendo más rápido que la velocidad de la luz.
Y aunque hemos dicho al principio de la materia que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, el ritmo de expansión del universo no está rompiendo ninguna ley de la física. Esto se debe a que, según la Teoría de la Relatividad de Einstein, ningún cuerpo puede exceder la velocidad de la luz, pero eso no significa que el espacio-tiempo no pueda.
Entonces, lo que sucede es que, de hecho, las galaxias, las estrellas, los planetas y todo lo que existe no viaja a través del universo, sino que se expande junto con él. Esto significa que en lugar de que la materia se mueva a través del espacio, se "arrastra" a través de él y, como resultado, las distancias entre las galaxias aumentan, siempre y cuando no están lo suficientemente cerca como para sucumbir a la gravedad entre ellas. (y terminan chocando).
¿Cómo es que es?
Para comprender mejor esta charla general, imagina que estás en un camino enorme y no puedes ver ni su principio ni su final. Ahora imagine que a lo largo de este camino hay personas exactamente a un metro de distancia, y que usted ocupa la posición "0". Delante de usted está la persona "1", después de él, el "2", el "3", etc. y detrás de usted, "-1", "-2", "-3" y así sucesivamente, en ambos sentidos.
Pero este camino es elástico y comienza a estirarse gradualmente en ambas direcciones, y comienzas a ver cómo las personas delante y detrás de ti comienzan a moverse hacia adelante y hacia atrás al mismo ritmo sin caminar. . Todavía están en su lugar.
A medida que el camino continúa extendiéndose, notará que las personas que están más lejos de usted parecerán ir más y más lejos, aunque no hayan dado un solo paso. Ahora imagine que un automóvil comienza a recorrer ese mismo camino. Cuando llegue al final, ¿está de acuerdo en que la ruta será mucho más larga de lo normal porque el camino se expande a medida que el automóvil viaja a lo largo de él?
En el caso del Universo, aunque la luz ha estado viajando a través de él durante aproximadamente 14 mil millones de años, y ha viajado casi 14 mil millones de años luz, la explosión que emitió esa misma luz también está viajando en la misma dirección durante ese tiempo. todos. Entonces, en lugar de que el universo observable sea del mismo tamaño que su edad, en realidad es mucho, mucho más grande.
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