Llevo varios días dándole vueltas a una cuestión y no lo tengo del todo claro

Leo que la Galaxia más lejana de nosotros se encuentra a 13200 millones de años luz, una medida de longitud.

Cuando los fotones que nos están llegando salieron de dicha Galaxia, el Universo tenía 500 millones de años y era mucho más pequeño ( por la expansión del espacio) y por supuesto la Galaxia no podía estar a 13200 millones de años luz de distancia, pero cuando nos llegan los fotones en la actualidad, tampoco se encuentra a dicha distancia, sino que se debe encontrar mucho más lejos, por la comentada expansión del espacio.

En resumen que se utiliza una medida de tiempo para expresar una longitud inexacta
O si se prefiere vemos la imagen que tenía esa Galaxia hace esos millones de años pero esa no es su distancia. Ni su imagen actúal.

¿ En que falla mi planteamiento?

« Últ. modif.: Jue, 08 Nov 2012, 20:38 UTC por 0tt0 »

menuda preguntita otto!! a ver si se pasan los cosmologos y astrofísicos de evolución estelar pertinentes y nos lo aclaran porque es complicada la respuesta correcta. Creo que de esa galaxia lejana en concreto muchísimas de sus estrellas ya no existen y han nacido otras, si pudiera ver 2 fotos del pasado y presente del brillo de la galaxia es posible que disminuya el brillo de la galaxia quizás debido a que no hay suficiente hidrógeno como para construír tantas estrellas como en los comienzos de la galaxia.

Saludos

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lo que dices es el tiempo que le lleva a ese fotón llegar hasta aquí

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lo que dices es el tiempo que le lleva a ese fotón llegar hasta aquí

Exacto, pero  se utiliza una medida de longitud : el año luz.

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si, es más fácil de comprender o asimilar
"Un año luz es una unidad de longitud, (es una medida de la longitud del espaciotiempo absoluto einsteniano). En campos especializados y científicos se prefiere el pársec (unos 3,26 años luz) y sus múltiplos para las distancias astronómicas, mientras que el año luz sigue siendo habitual en ciencia popular y divulgación." [wikipedia]

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Creo recordar que al principio la expansión era pequeña porque una de las 4 fuerzas, la gravedad, era muy intensa. Y es por eso que algunos autores dudan de la existencia actual de la gravedad en el Universo, ya que se está expandiendo como, primera vez, lo notificó Hubble hace un siglo al observar el desplazamiento al rojo de las galaxias.

https://en.wikipedia.org/wiki/Edwin_Hubble

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He encontrado esta página donde responde a mi duda :

https://www.atlasoftheuniverse.com/espanol/redshift.html

« Últ. modif.: Vie, 09 Nov 2012, 17:38 UTC por 0tt0 »

wow, me lo quedo

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aunque no veo que cuente lo del redshift, desplazamiento al rojo, lo hace hasta intuitivo

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En referencia a este enlace: https://www.atlasoftheuniverse.com/espanol/redshift.html, si esto que dice al principio es cierto: "La primer galaxia emite un pulso de luz. La segunda galaxia no recibe el pulso hasta que el Universo tiene 14 mil millones de años de antiguedad. Para ese tiempo las galaxias estan separadas por 26 mil millones de años luz; el pulso de luz ha viajado por 13 mil millones de años luz", entonces ¿A qué velocidad se han ido separando las dos galaxias?

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En referencia a este enlace: https://www.atlasoftheuniverse.com/espanol/redshift.html, si esto que dice al principio es cierto: "La primer galaxia emite un pulso de luz. La segunda galaxia no recibe el pulso hasta que el Universo tiene 14 mil millones de años de antiguedad. Para ese tiempo las galaxias estan separadas por 26 mil millones de años luz; el pulso de luz ha viajado por 13 mil millones de años luz", entonces ¿A qué velocidad se han ido separando las dos galaxias?

Esto es justo lo que me estaba preguntando yo. ¿Viajan más rápido que una onda electromagnética? Eso es imposible según la relatividad de Einstein.

¿En qué me estoy equivocando?

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mmm...  ¿ porqué relacionas las dos preguntas ?   ¿quien ha dicho eso de que van más rápido que la luz?

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"Dos galaxias estan cerca cuando el Universo solo tiene mil millones de años de antiguedad. La primer galaxia emite un pulso de luz. La segunda galaxia no recibe el pulso hasta que el Universo tiene 14 mil millones de años de antiguedad."

Bueno, más rápido que la luz no (me autocontesto xD), porque si no nunca alcanzaría la segunda galaxia (evidentemente lo que dije no tenía lógica). Pero sí que se desplazan rápido ¿no? si tarda 14 mil millones de años en llegar...

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Bueno, más rápido que la luz no (me autocontesto xD), porque si no nunca alcanzaría la segunda galaxia (evidentemente lo que dije no tenía lógica). Pero sí que se desplazan rápido ¿no? si tarda 14 mil millones de años en llegar...

En realidad las dos galaxias no se estan desplazando, al menos en el sentido que tu comentas. Es el espacio entre las dos galaxias el que se esta expandiendo, todo el Universo se esta expandiendo y no hay nada que impida que la velocidad de expansión entre dos objetos a una distancia D sea mayor a la de la luz (c). La expansión del espacio no es el movimiento de objetos dentro de dicho espacio sino una modificación de su métrica que puede llevar a pensar en una velocidad aparente. El limite c no es superado de forma local, es decir un rayo de luz moviendose en las cercanias de cualquiera de las galaxias del ejemplo seguira moviendose a unos 300.000 Km/s, ya que la relatividad general se reduce a la especial si hablamos de forma local. Aqui estamos hablando de expansión de la métrica del continuo espacio-tiempo en un Universo curvado y dinámico que se encuentra en expansión acelerada.

Un saludo.

« Últ. modif.: Sáb, 19 Ene 2013, 08:37 UTC por Kid A »

En realidad las dos galaxias no se estan desplazando, al menos en el sentido que tu comentas. Es el espacio entre las dos galaxias el que se esta expandiendo, todo el Universo se esta expandiendo y no hay nada que impida que la velocidad de expansión sea mayor a la de la luz (c). La expansión del espacio no es el movimiento de objetos dentro de dicho espacio sino una modificación de su métrica que puede llevar a pensar en una velocidad aparente. El limite c no es superado de forma local, es decir un rayo de luz moviendose en las cercanias de cualquiera de las galaxias del ejemplo seguira moviendose a unos 300.000 Km/s, ya que la relatividad general se reduce a la especial si hablamos de forma local. Aqui estamos hablando de expansión de la métrica del continuo espacio-tiempo en un Universo curvado y dinámico que se encuentra en expansión acelerada.

Un saludo.

me acabas de matar  .  no se si será la cerveza, pero no me he enterado de ná    a ver si mañana .............
por cierto; me gusta tu nick  

« Últ. modif.: Sáb, 19 Ene 2013, 00:00 UTC por moon-watcher »

En realidad las dos galaxias no se estan desplazando, al menos en el sentido que tu comentas. Es el espacio entre las dos galaxias el que se esta expandiendo, todo el Universo se esta expandiendo y no hay nada que impida que la velocidad de expansión sea mayor a la de la luz (c). La expansión del espacio no es el movimiento de objetos dentro de dicho espacio sino una modificación de su métrica que puede llevar a pensar en una velocidad aparente. El limite c no es superado de forma local, es decir un rayo de luz moviendose en las cercanias de cualquiera de las galaxias del ejemplo seguira moviendose a unos 300.000 Km/s, ya que la relatividad general se reduce a la especial si hablamos de forma local. Aqui estamos hablando de expansión de la métrica del continuo espacio-tiempo en un Universo curvado y dinámico que se encuentra en expansión acelerada.

Un saludo.

Wow. Gracias por la explicación 

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me acabas de matar  .  no se si será la cerveza, pero no me he enterado de ná    a ver si mañana .............
por cierto; me gusta tu nick  

Imagina un globo que no esta hinchado al que le dibujas dos puntos separados por, digamos, 1 cm. Si hinchas un poco el globo los puntos estaran separados entonces por 3 cm, por ejemplo. Si lo hinchas del todo los puntos estaran separados unos 10 cm. Los puntos no se han movido en realidad de sus posiciones originales con respecto a su alrededor (el globo) ha sido el espacio entre los puntos el que se ha expandido haciendo que aparentemente se hayan separado a cierta velocidad. Es un simíl bastante burdo pero que espero clarifique mi anterior explicación.

Un saludo.

« Últ. modif.: Sáb, 19 Ene 2013, 17:15 UTC por Kid A »

En realidad las dos galaxias no se estan desplazando, al menos en el sentido que tu comentas. Es el espacio entre las dos galaxias el que se esta expandiendo, todo el Universo se esta expandiendo y no hay nada que impida que la velocidad de expansión entre dos objetos a una distancia D sea mayor a la de la luz (c). La expansión del espacio no es el movimiento de objetos dentro de dicho espacio sino una modificación de su métrica que puede llevar a pensar en una velocidad aparente. El limite c no es superado de forma local, es decir un rayo de luz moviendose en las cercanias de cualquiera de las galaxias del ejemplo seguira moviendose a unos 300.000 Km/s, ya que la relatividad general se reduce a la especial si hablamos de forma local. Aqui estamos hablando de expansión de la métrica del continuo espacio-tiempo en un Universo curvado y dinámico que se encuentra en expansión acelerada.

Tu planteamiento me genera algunas dudas. Como he visto en algunos de tus comentarios que tienes un buen conocimiento del tema (o por lo menos mucho mayor que el mío ) tal vez puedas aclarármelas y si no puedes por lo menos ya seremos dos en tener dudas, que eso consuela mucho 

1º En principio lo que se está expandiendo es el espacio y por lo que sé también el tiempo (entiendo que es a lo que te refieres al decir que el Universo se está expandiendo ya que no conozco datos de que esté aumentando la cantidad de materia ni de energía). Dado el continuo espacio-tiempo si algo viajara más rápido que la luz a mi entender saldría fuera de nuestro universo, de lo que deduzco (y es una elucubración mía) que la velocidad máxima de cualquier onda o partícula y por ende la de la luz viene limitada por la velocidad de expansión del continuo espacio-tiempo.
No es que nada pueda viajar más rápido que la luz, simplemente es que nada puede viajar más rápido que el tiempo.
Si hay algún atajo a través del espacio (por ejemplo si estuviéramos en un espacio tipo Kalabi-Yau) tal vez se pudiera recorrer la misma distancia en menor tiempo que la luz aunque no se superara su velocidad porque se llegaría por caminos distintos.


Lo que ya no cuadra (y aquí me estoy contradiciendo a mi mismo)  es el entrelazamiento cuántico, parece que la información sí puede viajar más rápido que la luz pero ¿qué es la información y por donde transita? Si la información es cuántica no tendría porque cumplir las leyes de la relatividad. De hecho existe una teoría según la cual el componente fundamental del Universo no sería materia ni energía si no información y que la existencia de dicha información puede ser anterior a la creación del Universo. ¿En tal caso la información es independiente del tiempo? Ya sabemos, o al menos creemos, por Leonard Suskind que la información no se destruye en un agujero negro y queda almacenada según el “principio holográfico”, deduzco que tiene más grados de libertad que la materia y la energía, pudiera ser que ese mayor grado de libertad le otorgara la capacidad de ser indiferente al tiempo…

2º Hablas de la métrica del continuo espacio-tiempo en un Universo curvado. Sin embargo según las mediciones de la anisotropía de la radiación de fondo efectuadas por la Sonda Anisotrópica de Microondas Wilkinson (WMAP para los amigos) nuestro universo no es curvado sino plano. (Aclaro para otros que lo lean que  un universo plano no es uno que tenga la forma de una loncha de chorizo sino uno con geometría euclidiana)

3º Se encuentra en expansión acelerada. Un universo plano puede encontrarse en expansión acelerada en el caso de que tenga energía oscura, no es necesario que esté curvado para ello.

  bufffff espero que seas capaz de entender algo, porque mejor no se explicarme


recortado de aquí https://www.agenciasinc.es/var/ezwebin_site/storage/images/multimedia/infografias/la-foto-imposible-del-universo/1980034-1-esl-MX/La-foto-imposible-del-universo.jpg

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[constante para todos los sistemas de referencia]

1º En principio lo que se está expandiendo es el espacio y por lo que sé también el tiempo (entiendo que es a lo que te refieres al decir que el Universo se está expandiendo ya que no conozco datos de que esté aumentando la cantidad de materia ni de energía).

La expansión a la que me refiero es a la de las 3 dimensiones espaciales. No entiendo a lo que te refieres con expansión del tiempo, la medición del tiempo depende del sistema de coordenadas del observador. No es posible aumentar la cantidad de materia/energia en el Universo ya que se violaria el segundo principio de la termodinamica, son las dimensiones espaciales las que se expanden y ello no implica una modificación de la cantidad de materia/energia solo de su densidad.

Dado el continuo espacio-tiempo si algo viajara más rápido que la luz a mi entender saldría fuera de nuestro universo, de lo que deduzco (y es una elucubración mía) que la velocidad máxima de cualquier onda o partícula y por ende la de la luz viene limitada por la velocidad de expansión del continuo espacio-tiempo.
No es que nada pueda viajar más rápido que la luz, simplemente es que nada puede viajar más rápido que el tiempo.
Si hay algún atajo a través del espacio (por ejemplo si estuviéramos en un espacio tipo Kalabi-Yau) tal vez se pudiera recorrer la misma distancia en menor tiempo que la luz aunque no se superara su velocidad porque se llegaría por caminos distintos.

La velocidad máxima de cualquier partícula (con masa) es c (bueno, en realidad es todo lo cerca que se quiera de c pero sin alcanzarla) según la teoría de la relatividad especial (TRE). La luz no tiene una velocidad máxima, la velocidad de la luz es constante para todos los sistemas de referencia, todas las consecuencias de la TRE: contracción de Lorentz, ralentización del tiempo a velocidades relativistas, simultaneidad, etc... se deducen de la asunción de dicha observación.
Nada impide que la velocidad aparente de separación de dos objetos muy distantes supere a c. La relación velocidad-distancia es v = H * D (donde v velocidad, H constante de Hubble y D distancia) por lo tanto para una distancia D suficientemente grande se verifica que H * D = v > c, pero insisto esto es un movimiento aparente debido a la expansión.

Lo que ya no cuadra (y aquí me estoy contradiciendo a mi mismo)   es el entrelazamiento cuántico, parece que la información sí puede viajar más rápido que la luz pero ¿qué es la información y por donde transita? Si la información es cuántica no tendría porque cumplir las leyes de la relatividad. De hecho existe una teoría según la cual el componente fundamental del Universo no sería materia ni energía si no información y que la existencia de dicha información puede ser anterior a la creación del Universo. ¿En tal caso la información es independiente del tiempo? Ya sabemos, o al menos creemos, por Leonard Suskind que la información no se destruye en un agujero negro y queda almacenada según el “principio holográfico”, deduzco que tiene más grados de libertad que la materia y la energía, pudiera ser que ese mayor grado de libertad le otorgara la capacidad de ser indiferente al tiempo…

Conozco muy superficialmente la mecánica cuantica, asi que en esto no te puedo ayudar. De todas formas lo que comentas aqui me da la sensación de que es altamente especulativo.

2º Hablas de la métrica del continuo espacio-tiempo en un Universo curvado. Sin embargo según las mediciones de la anisotropía de la radiación de fondo efectuadas por la Sonda Anisotrópica de Microondas Wilkinson (WMAP para los amigos) nuestro universo no es curvado sino plano. (Aclaro para otros que lo lean que  un universo plano no es uno que tenga la forma de una loncha de chorizo sino uno con geometría euclidiana)

Hasta donde yo se los datos de WMAP han revelado un Universo 'casi' plano si hablamos de la geometria local, pero no completamente plano, siendo el parámetro 1-Ω = -0.0027^+0.0039_−0.0038 (fuente https://en.wikipedia.org/wiki/Wilkinson_Microwave_Anisotropy_Probe).
La geometria local del Universo (curvatura espacial) viene definida por la relación entre la densidad observada y la densidad crítica, siendo Ω = d_o / d_c, si esta relación es exactamente igual a 1 entonces la curvatura del universo será constante y nos encontramos en un Universo en el que la geometria euclidea es correcta a distancias cosmologicas (y por lo tanto infinito). Si el mejor valor que tenemos para Ω es mayor que 1 (aunque muy cercano a 1) entonces el Universo local es curvado, aunque por muy poco, estos datos son consistentes con la epoca de la inflación al comienzo del Universo. De todas formas el margen de error del valor de Ω medido por WMAP implica que Ω podria ser 1, en ese caso el Universo local seria plano cosa que sería sorprendente ya que implica unas condiciones iniciales extraordinarias. En cualquier caso la expansión del Universo debería modificar el valor Ω a escalas de tiempo suficientemente largas, en un escenario de expansión acelerada el valor Ω debería disminuir haciendo el Universo completamente plano en un hipotético futuro.

3º Se encuentra en expansión acelerada. Un universo plano puede encontrarse en expansión acelerada en el caso de que tenga energía oscura, no es necesario que esté curvado para ello.

La naturaleza y propiedades de la energía oscura son desconocidas, lo que si se puede inferir es que la observación de supernovas lejanas nos indica que se encuentran más lejos de lo que deberian si hablamos de una expansión en retroceso o constante. La forma del Universo, con curvatura cercana a cero, sugiere que debe existir una densidad energética superior a la densidad de la materia que acelera la expansión, esto es cierto para una geometria local plana o curvada.

Espero haber aclarado algo tus dudas y no haber liado más las cosas. Yo no soy un experto ni astrofisico, asi que esta muy bien que surja un debate sobre estos temas para ayudarnos a clarificarlos  

Un saludo.

« Últ. modif.: Mié, 23 Ene 2013, 11:50 UTC por Kid A »

Bueno… bueno… no serás experto ni astrofísico, pero se nota que por lo menos sabes mucho más que yo 

Y además un debate sobre estos temas siempre ayuda a que uno se haga más preguntas.

Si el Universo se creó (apliquemos números redondos para simplificar) hace 14 mil millones de años cuando se creó no habían transcurrido esos 14 mil millones de años, aunque pueda que ya existieran y solo nos estemos desplazando a través de ellos.

Sin embargo hay una duda que me corroe y es que si por una parte tenemos que el Universo se está expandiendo en el espacio y esta expansión no se produce (o al menos no la sabemos detectar) en regiones de alta densidad gravitatoria por una parte. Y por otro lado tenemos que el tiempo transcurre a velocidades distintas (o al menos eso miden los relojes) según esté el aparato de medida más cerca o más lejos de una fuente de gravedad… https://es.wikipedia.org/wiki/Dilataci%C3%B3n_gravitacional_del_tiempo
Y a todo esto le sumamos que consideramos el espacio y el tiempo como un conjunto matemático que combina el espacio y el tiempo en un único continuo como dos conceptos inseparablemente relacionados en el que se desarrollan todos los eventos físicos del Universo comprenderás que se me hace muy difícil entender que se esté expandiendo el espacio sin que esto afecte al tiempo y viceversa.

Así que para mí la respuesta más facilota que se me ocurre de porqué el tiempo discurre hacia delante o al menos así lo percibimos (y a mi entender es una expansión ya que ni permanece estático ni discurre hacia atrás) es porque se está expandiendo el espacio.

Lo cual no significa que el espacio y el tiempo no sean infinitos ni hayan existido siempre. Por ejemplo en forma de espacio de Klein en la que si avanzamos mucho en el tiempo habremos vuelto al punto de partida y respetando la geometría euclidiana (creo  )



Por otra parte las definiciones que encuentro sobre lo que se considera espacio y tiempo son como poco ambiguas. Parece que no sabemos lo que son en realidad.

También tenemos la ambigua definición de “vacío” como “ausencia total de materia en un determinado espacio”. Pero resulta que por otro lado tenemos la “energía del vacío” https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_del_vac%C3%ADo que debe ser muy alta a juzgar por el efecto Casimir. Y en el vacío no hay nada, excepto espacio, de lo que me imagino que el espacio debe contener una alta cantidad de energía, al menos lo suficientemente alta como para que Eduard Tryon propusiera en 1973 que el Universo podría ser una enorme fluctuación cuántica del vacío… y resulta que el espacio se está expandiendo a ritmo acelerado lo cual… ¿no violaría el segundo principio de la termodinámica? A mi entender no la violaría si lo que estamos observando es solo una fluctuación de algo que estaba ahí, pero no deja de resultar raro.

Y en cuanto al tiempo este mismo mes leo esta noticia ¿Puede que sean lo mismo el tiempo y la masa?  https://ecodiario.eleconomista.es/ciencia/noticias/4521683/01/13/Son-lo-mismo-el-tiempo-y-la-masa.html

Y efectivamente la mecánica cuántica en general es altamente especulativa, de hecho algunos físicos la enmarcan más dentro de la filosofía ya que difícilmente se puede experimentar a escalas tan pequeñas. Pero hasta el momento resulta la rama más prometedora de la física: los láseres de los reproductores de video, los teléfonos móviles y múltiples objetos de nuestra vida cotidiana están basados en sus predicciones.

Perdona si me ha quedado un totum revolutum pero mejor no se explicarme.

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 Cuando se expande el Universo ¿ se supone que se expande el Campo de Higgs que lo forma y por tanto aumenta el número de Bosones de Higgs?

Como dice lluro esa expansión parece no afectar a los objetos sometidos a cierta gravedad, incluyendo galaxias relativamente cercanas entre si, pero  tampoco a las fuerza nuclear débil, a la fuerte y a la electromagnética. y mira por donde ya tenemos un nexo común de las cuatro fuerzas fundamentales, creo recordar que el " santo grial " de la fisica es encontrar una teoria que unifique estas cuatro fuerzas : La teoria del todo...

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Si el Universo se creó (apliquemos números redondos para simplificar) hace 14 mil millones de años cuando se creó no habían transcurrido esos 14 mil millones de años, aunque pueda que ya existieran y solo nos estemos desplazando a través de ellos.

El tiempo en fisica es una magnitud que define la ocurrencia de un evento o la separación entre dos o más eventos como función de la posición, por ejemplo r=(x(t), y(t), z(t)). Si el evento E ocurrió en t₀ entonces las coordenadas serán E=(x(t₀), y(t₀), z(t₀)).
En un escenario relativista el tiempo es una función del sistema de coordenadas de cada observador, por tanto cualquier medida de tiempo es relativa a dicho observador pudiendo no coincidir con las medidas realizadas por otros observadores siempre que estos se encuentren en sistemas de referencia diferentes.
No existe por lo tanto un 'tiempo universal' o un 'tiempo unico' ya que todos los observadores tienen razón en sus propias medidas aunque difieran unas de otras. Esto es una consecuencia directa del uso de las transformaciones de Lorentz en la TRE.
El tiempo (y el espacio) se inició en el Big Bang, no tiene sentido por lo tanto de hablar de un 'antes' del BB. En cosmologia el tiempo se define como coordenadas en función del flujo de Hubble para un Universo constantemente homogeneo, siendo la mejor medida que tenemos 1/H₀=4,35 x 10¹⁷ s tomando como inicio la singularidad del BB.

Sin embargo hay una duda que me corroe y es que si por una parte tenemos que el Universo se está expandiendo en el espacio y esta expansión no se produce (o al menos no la sabemos detectar) en regiones de alta densidad gravitatoria por una parte. Y por otro lado tenemos que el tiempo transcurre a velocidades distintas (o al menos eso miden los relojes) según esté el aparato de medida más cerca o más lejos de una fuente de gravedad… https://es.wikipedia.org/wiki/Dilataci%C3%B3n_gravitacional_del_tiempo
Y a todo esto le sumamos que consideramos el espacio y el tiempo como un conjunto matemático que combina el espacio y el tiempo en un único continuo como dos conceptos inseparablemente relacionados en el que se desarrollan todos los eventos físicos del Universo comprenderás que se me hace muy difícil entender que se esté expandiendo el espacio sin que esto afecte al tiempo y viceversa.

Porque dices que la expansión no se produce en regiones de alto potencial gravitatorio? La expansión se produce en todo el espacio.
La dilatación temporal en un zona de potencial gravitatorio es consecuencia de la aplicación de la teoria general de la relatividad (TGR) y de la TRE de forma local. No hay diferencia (en mecánica relativista) entre estar acelerando (entendido como una modificación de la cantidad de movimiento) a consecuencia de la aplicación de una fuerza externa o encontrarse en un campo gravitatorio, como nos indica el principio de equivalencia. Por lo tanto todo observador que se encuentre en un marco de referencia inercial observara que el tiempo pasa mas lentamente en marcos de referencia no inerciales, sea este producido por cualquier tipo de aceleración, como por ejemplo la producida en una región con potencial gravitatorio.

Así que para mí la respuesta más facilota que se me ocurre de porqué el tiempo discurre hacia delante o al menos así lo percibimos (y a mi entender es una expansión ya que ni permanece estático ni discurre hacia atrás) es porque se está expandiendo el espacio.

Lo cual no significa que el espacio y el tiempo no sean infinitos ni hayan existido siempre. Por ejemplo en forma de espacio de Klein en la que si avanzamos mucho en el tiempo habremos vuelto al punto de partida y respetando la geometría euclidiana (creo  )

Por otra parte las definiciones que encuentro sobre lo que se considera espacio y tiempo son como poco ambiguas. Parece que no sabemos lo que son en realidad.

Supongo que aqui te refieres al sentido de la flecha del tiempo, hasta donde sé (y es muy poco) el sentido de la flecha del tiempo viene determinado por la entropia. El segundo principio de la termodinamica establece que la entropia debe aumentar con el tiempo en un sistema cerrado, por lo que el sentido del tiempo debe ser asimétrico, al menos a escala cosmologica.
El Universo es infinito si es completamente plano y se cumple la geometria euclidea a grandes escalas (esto ya se ha mencionado en un post previo), un Universo curvado debería ser finito a escala global.

También tenemos la ambigua definición de “vacío” como “ausencia total de materia en un determinado espacio”. Pero resulta que por otro lado tenemos la “energía del vacío” https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_del_vac%C3%ADo que debe ser muy alta a juzgar por el efecto Casimir. Y en el vacío no hay nada, excepto espacio, de lo que me imagino que el espacio debe contener una alta cantidad de energía, al menos lo suficientemente alta como para que Eduard Tryon propusiera en 1973 que el Universo podría ser una enorme fluctuación cuántica del vacío… y resulta que el espacio se está expandiendo a ritmo acelerado lo cual… ¿no violaría el segundo principio de la termodinámica? A mi entender no la violaría si lo que estamos observando es solo una fluctuación de algo que estaba ahí, pero no deja de resultar raro.

Y en cuanto al tiempo este mismo mes leo esta noticia ¿Puede que sean lo mismo el tiempo y la masa?  https://ecodiario.eleconomista.es/ciencia/noticias/4521683/01/13/Son-lo-mismo-el-tiempo-y-la-masa.html

Entiendo que te refieres con energía del vacio a la creación espontánea de pares de particulas virtuales que es consecuencia directa del principio de incertidumbre y su interpretación en la teoria cuantica de campos (teoría perturbacional). Desde un punto de vista relativista y de gran escala el espacio vacio es solo espacio con muy baja o ninguna curvatura (esto sería semejante a la definición clásica), desde un punto de vista cuantico no existe el vacio, al menos no como se entiende de forma clásica. Si hablamos de una escala del orden de magnitud de la distancia de Planck en el vacio debe haber fluctuaciones que crean y aniquilan de forma constante pares de particulas, pero esto no es una violación del segundo principio de la termodinamica (SPT) porque siempre se crea un par de particulas: particula-antiparticula, con lo que SPT es respetado, además estas particulas solo sobreviven temporalmente ya que se aniquilan antes de poder ser observadas (escala de tiempo de Planck). En algunos casos una de las particulas puede sobrevivir si la radiación de Hawking existe realmente, pero esto es todavía hipotético.

Cuando se expande el Universo ¿ se supone que se expande el Campo de Higgs que lo forma y por tanto aumenta el número de Bosones de Higgs?

Como dice lluro esa expansión parece no afectar a los objetos sometidos a cierta gravedad, incluyendo galaxias relativamente cercanas entre si, pero  tampoco a las fuerza nuclear débil, a la fuerte y a la electromagnética. y mira por donde ya tenemos un nexo común de las cuatro fuerzas fundamentales, creo recordar que el " santo grial " de la fisica es encontrar una teoria que unifique estas cuatro fuerzas : La teoria del todo...

No debería si SPT es respetada, aunque no comprendo el campo de Higgs ni el bosón de Higgs, por lo que podría estar equivocado. La expansión del espacio, como ya he comentado, es una modificación de la métrica del mismo a escala cosmológica, en ningún caso implica la creación de masa o energia.

Un saludo.

« Últ. modif.: Mar, 22 Ene 2013, 11:08 UTC por Kid A »

Gracias por la explicación Kid A

El tiempo (y el espacio) se inició en el Big Bang, no tiene sentido por lo tanto de hablar de un 'antes' del BB

No si fuera cierta la gravedad cuántica de bucles (Loop Quantum Gravity, que ciertamente como teoría está en pañales) https://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad_cu%C3%A1ntica_de_bucles En ese caso el inicio del BB tendría un volumen mínimo que no es cero y una energía máxima que no es infinita, obteniéndose valores matemáticos válidos incluso antes del BB ya que se pierde la singularidad que impide avanzar en los cálculos.

En ese caso existiría un universo en contracción antes del gran rebote que fué el BB y el espacio sería una red de spin (a escalas iguales o inferiores a la distancia de Planck y por tanto a nivel cuántico) a la que si incorporamos el tiempo tendremos una espuma de spin en contraposición a la espuma cuántica del modelo de cuerdas. Y el tiempo sería anterior al BB.

Pero ya digo que la gravedad cuántica de bucles aún tiene bastantes defectos que hay que pulir... aunque me viene al pelo para llevarte la contraria en este punto  

No existe por lo tanto un 'tiempo universal' o un 'tiempo unico' ya que todos los observadores tienen razón en sus propias medidas aunque difieran unas de otras. Esto es una consecuencia directa del uso de las transformaciones de Lorentz en la TRE.

Entiendo por lo que dices que el cono de luz varía de un observador a otro ya que existen pequeñas curvaturas en el espacio-tiempo y al ser diferente del espacio de Minkowski los conos de luz de los distintos observadores no quedan paralelos y por tanto serían distintas al igual que lo son para un observador estático y uno acelerado ¿o me he liado? 

Si hablamos de una escala del orden de magnitud de la distancia de Planck en el vacio debe haber fluctuaciones que crean y aniquilan de forma constante pares de particulas, pero esto no es una violación del segundo principio de la termodinamica (SPT) porque siempre se crea un par de particulas: particula-antiparticula, con lo que SPT es respetado, además estas particulas solo sobreviven temporalmente ya que se aniquilan antes de poder ser observadas (escala de tiempo de Planck). En algunos casos una de las particulas puede sobrevivir si la radiación de Hawking existe realmente, pero esto es todavía hipotético.

Precisamente por eso dije (peor explicado) que no violaría el SPT ya que solo apreciaríamos fluctuaciones de la espuma cuántica, es decir que localmente parte de la energía se transforma pero la cantidad total permanece. En todo caso implica una cantidad enorme de energía formando esa espuma cuántica que rellena todo el Universo. Si llegáramos a saber como usarla...

Cita de: Iluro en Ayer a las 13:39
Así que para mí la respuesta más facilota que se me ocurre de porqué el tiempo discurre hacia delante o al menos así lo percibimos (y a mi entender es una expansión ya que ni permanece estático ni discurre hacia atrás) es porque se está expandiendo el espacio.

Lo cual no significa que el espacio y el tiempo no sean infinitos ni hayan existido siempre. Por ejemplo en forma de espacio de Klein en la que si avanzamos mucho en el tiempo habremos vuelto al punto de partida y respetando la geometría euclidiana (creo  hmmmm)

Por otra parte las definiciones que encuentro sobre lo que se considera espacio y tiempo son como poco ambiguas. Parece que no sabemos lo que son en realidad.

Supongo que aqui te refieres al sentido de la flecha del tiempo, hasta donde sé (y es muy poco) el sentido de la flecha del tiempo viene determinado por la entropia. El segundo principio de la termodinamica establece que la entropia debe aumentar con el tiempo en un sistema cerrado, por lo que el sentido del tiempo debe ser asimétrico, al menos a escala cosmologica.
El Universo es infinito si es completamente plano y se cumple la geometria euclidea a grandes escalas (esto ya se ha mencionado en un post previo), un Universo curvado debería ser finito a escala global.

Para que exista nuestra flecha de tiempo debe estar aumentando constantemente la entropía. Sin embargo si fuera cierta la gravedad cuántica de bucles ¿podría existir una flecha de tiempo de sentido opuestoantes del BB? en ese caso la entropía y por ende la flecha de tiempo dejaría de ser un proceso asimétrico. Lo cual entraría en contradicción con el colapso de función de onda si no fuera por la interpretación de los universos múltiples que dimana de la decoherencia cuántica.

Pero bueno, esto es lo que se me ocurre en la primera lectura, que tendré que releler tu post varias veces para poder entenderlo mejor  

« Últ. modif.: Mar, 22 Ene 2013, 13:59 UTC por Iluro »

Porque dices que la expansión no se produce en regiones de alto potencial gravitatorio? La expansión se produce en todo el espacio.

creo que lluro se refiere, o yo por lo menos, a que parece no afectar por ejemplo al espacio que hay entre la Luna y la Tierra, sino estas deberían separarse como lo hacen las galaxias lejanas, o si lo prefieres el espacio en esta situación no arrastra a los cuerpos aunque se esté expandiendo, y lo mismo para las tres fuerzas fundamentales restantes.

En cuanto al Campo de Higgs, un artículo sencillo:
https://sociedad.elpais.com/sociedad/2012/07/04/actualidad/1341428652_727505.html

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Las ecuaciones de la TRG predicen que en una región con una densidad mayor que la media cósmica la gravedad acaba deteniendo la expansión cósmica

Los cálculos determinan el valor preciso de esta densidad crítica: 3H²/8πG, donde H es la constante de Hubble y G la constante de la gravitación de Newton, y equivale a unos 10-29 g/cm3, algo así como 10 átomos de hidrógeno por metro cúbico. (no se ve muy bien el símbolo π . aclaro que corresponde al número pí )

Una galaxia me imagino que debe tener una densidad de materia superior a la media cósmica (por lo menos nuestro planeta seguro que la tiene) y por tanto no se expande esa región en concreto, aunque sí se esté expandiendo el espacio entre galaxias.

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Las ecuaciones de la TRG predicen que en una región con una densidad mayor que la media cósmica la gravedad acaba deteniendo la expansión cósmica

Los cálculos determinan el valor preciso de esta densidad crítica: 3H²/8πG, donde H es la constante de Hubble y G la constante de la gravitación de Newton, y equivale a unos 10-29 g/cm3, algo así como 10 átomos de hidrógeno por metro cúbico. (no se ve muy bien el símbolo π . aclaro que corresponde al número pí )

Una galaxia me imagino que debe tener una densidad de materia superior a la media cósmica (por lo menos nuestro planeta seguro que la tiene) y por tanto no se expande esa región en concreto, aunque sí se esté expandiendo el espacio entre galaxias.

La expansión del espacio es una caracteristica intrinseca a su métrica, que en la TGR es definida por la métrica FLRW. Dicha métrica considera el Universo como homogéneo, isótropo y en expansión (principio cosmológico) por lo que no se puede aplicar a regiones arbitrariamente menores que la escala global. La formula de la densidad crítica que provees, aún siendo correcta, no permite su aplicación a una distancia D. La densidad crítica debe tomarse como una propiedad del Universo en su conjunto, y de la métrica FLRW en particular. La relación entre la densidad crítica y la observada en el Universo ya se ha explicado en un post previo: Ω = d_o / d_c

creo que lluro se refiere, o yo por lo menos, a que parece no afectar por ejemplo al espacio que hay entre la Luna y la Tierra, sino estas deberían separarse como lo hacen las galaxias lejanas, o si lo prefieres el espacio en esta situación no arrastra a los cuerpos aunque se esté expandiendo, y lo mismo para las tres fuerzas fundamentales restantes.

En cuanto al Campo de Higgs, un artículo sencillo:
https://sociedad.elpais.com/sociedad/2012/07/04/actualidad/1341428652_727505.html

A distancias muy pequeñas en la escala cosmólogica (esto es, menores que las distancias entre galaxias) los efectos de la expansión del Universo son practicamente despreciables y la velocidad de recesión puede ser facilmente superada por efectos gravitacionales locales debidos a la TGR. Pero que sean despreciables no indica que no ocurran.
Para la distancia a la Luna se puede emplear la relación velocidad-distancia (a veces confundida con la ley de Hubble) que es estrictamente valida para cualquier distancia D: v = H * D (siendo v la velocidad de recesión observada, H la constante de Hubble y D la distancia propia) al encontrarse en este escenario la Luna muy cerca de la Tierra no es necesario calcular la distancia propia pudiendo utilizar la distancia Tierra-Luna:
H = 70.0 (Km/s)/Mpc
D = 384.400 Km = 1.24575556 x 10^-14 Mpc
v = 70.0 x 1.24575556 x 10^-14 = 8.7 x 10^-13 Km/s

Por lo tanto la Luna se aleja de la Tierra (si tomamos solo los efectos de la expansión del espacio) 8.7 x 10^-13 Kilometros por segundo.

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Me parece que empiezo a entender algo de lo que dices  lo cual ya es mucho para mí.

La métrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker o modelo FLRW es una solución de las ecuaciones del campo de Einstein cuando el tensor momento energía se supone que es isótropo y homogéneo. Y si es isotropo y homogéneo no pueden existir galaxias o cúmulos estelares (ni nosotros  ) y los modelos que calculan la grumosidad del Universo se han de añadir al FLRW como extensiones de la misma. El modelo FLRW es solo una primera aproximación a la evolución del Universo porque es simple (bueno, simple para los que saben mucho, que yo no la entiendo  ) y supongo que por eso dices que no se puede aplicar a regiones arbitrariamente menores que la escala global.

A través de tu respuesta y buscando un poco he visto que una nebulosa o una estrella son fluidos no relativistas. En tal caso tendríamos:

1º Por un lado una métrica de Schwarzschild : solución exacta de las ecuaciones de Einstein del campo gravitatorio que describe el campo generado por una estrella o una masa esférica, que son fluidos no relativistas.

2º Por otro lado un a métrica FLRW: buena aproximación de la estructura del universo en expansión a grandes escalas, que sí se comporta como un fluido relativista.

¿Para el caso que nos ocupa se debería recurrir al tensor de Ricci para la gravedad local? Aplicando el tensor de Ricci a una geometría euclidiana (universo plano) nos daría un universo con una geometría de Riemann. En tal caso, en un universo con geometría euclídeana, un punto con una gran masa añadiría un tensor de curvatura y las geodésicas alrededor de ese punto describirían comportamientos atípicos respecto a la geometría euclidiana general del espacio; o lo que es lo mismo una geometría riemanniana en la que la mayoría del espacio estaría ocupado por una métrica FLRW con puntuales deformaciones producidas por un tensor de curvatura que nos darían localmente métricas de Schwarzschild.

Aunque tal vez esté confundiendo la velocidad con el tocino  porque tengo como 17 pestañas de la Wiki abiertas   

Gracias por tu paciencia.

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