Es posible que escuches a menudo la afirmación de que el universo se está expandiendo más rápido que la velocidad de la luz. Sin embargo, esta afirmación es similar a "El verde es más importante que la felicidad". Es completamente ilógica y ni siquiera puede juzgarse como correcta o incorrecta. Cuando hablemos de la expansión del universo, recuerde: el universo no se expande a un ritmo específico, sino que se expande más rápido a medida que aumenta la distancia del observador. La tasa de expansión actual del universo es de aproximadamente 70 kilómetros por segundo por megaparsec (un parsec equivale aproximadamente a 3 años luz). Esto significa que si una galaxia está a aproximadamente un millón de pársecs de nosotros, su velocidad promedio a medida que se aleja de nosotros es de 70 kilómetros por segundo. De manera similar, las galaxias a dos millones de pársecs de nosotros -cada vez más lejos de nosotros- tienen una velocidad promedio de 140 kilómetros por segundo. Preste atención a la redacción incómoda del artículo: decimos que las galaxias distantes se están "alejando cada vez más" de nosotros, en lugar de "alejarse" (porque las galaxias distantes se están alejando de nosotros a medida que el espacio en el que se encuentran se expande). , no ellos mismos con velocidad lejos de nosotros). Al principio, la distancia entre los puntos rojo y amarillo es 1 y la distancia entre los puntos rojo y verde es 2. Cuando duplicamos el tamaño del universo, la distancia entre los puntos rojo y amarillo se vuelve 2, y la distancia entre los puntos rojo y verde se vuelve 4. El punto amarillo retrocede a una velocidad de 1, mientras que el punto verde retrocede a una velocidad de 2. Parece que el punto verde se mueve más rápido que el punto amarillo. De hecho, todos los puntos están estacionarios durante la expansión del espacio. La forma más sencilla de imaginar la expansión del universo es imaginar la expansión de un objeto común, como un globo. Si tuvieras un globo lleno de hormigas y lo inflaras lentamente, las hormigas que estaban muy cerca apenas sentirían el inflado del globo. Sin embargo, si dos hormigas están más separadas, el aumento de distancia causado por la expansión es obvio. Si una hormiga en un extremo del globo intentara visitar a su hermana en el otro extremo, podría descubrir que el espacio entre ellas crecía más rápido de lo que se acercaban una a la otra. Cuando la distancia satisface el valor de que la distancia espacial disminuye a un cierto ritmo causado por el rastreo de la hormiga y el valor que aumenta la distancia espacial a un cierto ritmo causado por la expansión del globo, la distancia se llama "horizonte de hormiga". ". Dos hormigas cualesquiera que estén más lejos de esta distancia nunca se encontrarán. En consecuencia, es probable que dos hormigas cualesquiera que se encuentren dentro de esta distancia se encuentren (si así lo desean). En la imagen de arriba, si la velocidad de la hormiga es 2, entonces la hormiga que comienza desde el punto amarillo puede alcanzar el punto rojo, pero la hormiga que comienza desde el punto verde encontrará que la distancia entre ella y el punto rojo sigue siendo la misma (si sigue subiendo hacia el punto rojo). ?Ant Horizon? es una simulación bastante buena del borde del universo visible. La velocidad a la que se mueve la hormiga está indicada por la parte del globo en la que se encuentra. La velocidad de propagación de la luz es similar al espacio por el que pasa (desde un punto de vista profesional, está relacionada con el objeto en reposo en el espacio. Si la hormiga que parte del punto verde de arriba es un rayo de luz, la tierra En el punto rojo, sentiremos que este fotón parece estar estacionario. Debido a que la velocidad de la luz que se acerca a nosotros es exactamente la misma que la velocidad de expansión del universo, entonces descubrirán que este fotón efectivamente se aleja a esa velocidad. de luz. , porque se alejan del fotón a medida que el espacio se expande. Por supuesto, la descripción anterior se basa en la tierra, es decir, el punto rojo). Los fotones más antiguos que podemos ver provienen de muy cerca del interior del borde del universo visible. Pero esto no quiere decir que los objetos más allá del borde del universo visible se muevan más rápido que la velocidad de la luz (casi todas las galaxias, gases y objetos de todo tipo se mueven mucho más lentamente que la expansión de un "globo"), sino que Los fotones en , que provienen de lugares más lejanos, no pueden ser observados por nosotros porque la velocidad de la luz no puede seguir el ritmo de la velocidad de expansión espacial. Se puede ver que los fotones fuera del universo todavía se mueven a la velocidad de la luz y han estado tratando de acercarse a nosotros, pero el espacio se está expandiendo demasiado rápido. Luego, la simulación ya no funciona y nos lleva a errores intuitivos. Cuando inflamos un globo, los extremos del globo literalmente se alejan uno del otro. Pueden usar una regla (cinta métrica) y un cronómetro para medir, y luego preguntar: Chicos que estudian física, ¿pueden decirme qué tan rápido se infla el globo? ?. Para empeorar las cosas, cuando un globo se infla, se expande hacia el espacio circundante. Esto también plantea la pregunta: ¿hacia dónde se está expandiendo el universo? ?. Pero recuerde, lo único que les importa a los físicos son las relaciones entre los objetos del universo (lo que hay en la superficie del globo).
Si haces un dibujo en la superficie de un globo, tu dibujo no cambiará si el globo está apretado y abollado, o incluso al revés (todas las distancias, ángulos, densidades, etc. permanecen iguales). Dato curioso: usar un globo como metáfora del universo puede ser completamente incorrecto. Porque según los últimos datos de observación de la astronomía moderna, el universo es plano, lo que significa que el universo no es una esfera cerrada o hiperesfera, es decir, no volveremos al punto de partida si caminamos una distancia infinita en cualquier dirección. Esto significa que no podemos describir la expansión del universo en términos de velocidad (porque no tenemos el extremo más alejado del globo como referencia, solo podemos decir qué tan rápido se expande el universo a una cierta distancia de nosotros) .