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¿Se alejan las galaxias o es el espacio el que se expande?
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Framauro
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Registrado: 05 Mar 2006
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Ubicación: Haro, La Rioja

MensajePublicado: 14 Oct 2006 01:27    Asunto: ¿Se alejan las galaxias o es el espacio el que se expande? Responder citando

Saludos:

Pues eso, abro otro hilo de estos que se prestan a muchas interpretaciones.

¿Se alejan las galaxias o es el espacio el que se expande?, Esta popularmente aceptado entre todos que son las galaxias las que se alejan entre si por efecto del Big-Bang. Pero y si no se movieran y fuera el espacio el que se este expandiendo?. Curiosa pregunta, desde luego.

Felices cielos
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JandroChan
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Registrado: 11 Jun 2006
Mensajes: 905
Ubicación: Alcalá de Guadaira (Sevilla)

MensajePublicado: 14 Oct 2006 08:04    Asunto: Responder citando

Si fuera el espacio el que se está expandiendo, ¿a qué velocidad lo hace?, ¿por qué hay objetos que en vez de alejarse se acercan?

Pongo como ejemplo la galaxia de Andrómeda que se acerca a nosotros a una velocidad de unos 600km/s. Esto es debido a que la atracción gravitatoria entre los dos cuerpos es capaz de contrarrestar la expansión.

Creo que lo que se expande es el tejido del espacio, ese entramado que Einstein predijo con sus fórmulas y sobre el que "flotan" todos los cuerpos celestes. Para mí no tiene mucho sentido pensar que dos galaxias se "repelen" por el mero hecho de que su campo gravitatorio no llega a interactuar.
Pero ¿llegará a rasgarse el espacio algún día?, quien sabe. En cosmología, como digo siempre, hay millones de preguntas que tenemos que resolver con un puñado de respuestas. Parece que la teoría de las supercuerdas establece que son estos finos hilos de no se sabe qué, los que mantienen la cohesión del espacio. ¿Soportarán las cuerdas la enorme tensión de un Universo tremendamente expandido dentro de millones de años?

El caso es que además, cuanto mayor sea la distancia entre dos galaxias, mayor es la velocidad a la que se alejan, según la fórmula (Ley de Hubble):

v = H D

D es la distancia y H es la constante de Hubble. Por lo tanto, a mayor distancia, mayor velocidad. La distancia hay que medirla en megaparsec y la constante de Hubble actualmente tiene un valor de 77 km/s/Mpc, obtenido por el telescopio Chandra.

Hay que decir que esta fórmula sólo sirve si hablamos de dos objetos distantes que no interaccionan gravitatoriamente. Aquí entra en juego de nuevo Einstein.

¿Pueden dos objetos del Universo alejarse más rápido que la luz? Se supone que si la distancia es suficiente, sí, pero estamos ante otra paradoja.

Será posible, intento responder y acabo haciendo más preguntas. Laughing

Muy interesante hilo.
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hueznar
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Registrado: 25 Oct 2005
Mensajes: 1905
Ubicación: En algun lugar de la Vía Láctea

MensajePublicado: 15 Oct 2006 11:42    Asunto: Responder citando

Siempre que me encuentro con este tipo de preguntas, no puedo evitar plantear como se podría comprender la limitación del universo. Suponiendo que este sea finito, me pregunto como sería el supuesto horizonte final, y que es lo que habría detrás de este... ...por mas que intento concebir esta idea no puedo conseguirlo... no consigo imaginar un universo finito Confused
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bellaluna
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Registrado: 05 Oct 2006
Mensajes: 1010
Ubicación: Alicante

MensajePublicado: 15 Oct 2006 11:55    Asunto: Responder citando

Ni yo hueznar...soy de las que piensa que las galaxias se alejan y alejan dejando un vacio entre ellas...por ello supongo que el universo en infinito...no tiene limite..entre si se atraen...y eso es algo que tampoco llego muy bien a entender...

Tambien me pregunto a veces el porque siguen y siguen alejandose...¿de detendrán algún día? ¿Qué o por que se detendran?...tanta pregunta, tantas posibilidades y tan poca respuesta...jajaja

En el fondo....¿quien sabe la verdad? ¿y como descubrirla? ... experiente x... jajaja

Saludos Very Happy
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JandroChan
Magnitud 4
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Registrado: 11 Jun 2006
Mensajes: 905
Ubicación: Alcalá de Guadaira (Sevilla)

MensajePublicado: 15 Oct 2006 12:06    Asunto: Responder citando

hueznar escribió:
Siempre que me encuentro con este tipo de preguntas, no puedo evitar plantear como se podría comprender la limitación del universo. Suponiendo que este sea finito, me pregunto como sería el supuesto horizonte final, y que es lo que habría detrás de este... ...por mas que intento concebir esta idea no puedo conseguirlo... no consigo imaginar un universo finito Confused


Yo me lo imagino como si fuera disminuyendo la materia poco a poco. Algo así como si fuera la atmósfera, pero con espacio. Es complicado de explicar, pero supongo que os imaginais a qué me refiero.

En muchos sitios he visto cómo explican algunos científicos que si nos pudieramos acercar al borde lo suficiente seguiríamos avanzando indefinidamente, la curvatura del universo lo provocaría (tenga este la forma que tenga). El efecto es el mismo que si desde un punto en nuestro planeta partiéramos en línea recta, volveríamos irremediablemente al punto de partida algún día.

Aunque es una explicación un poco vaga.
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bellaluna
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Registrado: 05 Oct 2006
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Ubicación: Alicante

MensajePublicado: 15 Oct 2006 12:14    Asunto: Responder citando

Cada vez entiendo menos eso de que el universo es fínito...uis... Confused
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Aldebaran
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Registrado: 07 Oct 2006
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Ubicación: Madrid

MensajePublicado: 15 Oct 2006 13:40    Asunto: Responder citando

Yo más que infinito creo que el universo tiene una forma cerrada, ahora bien que sea una esfera, un elipsoide o quien sabe el que, ya es otro asunto, Very Happy .

De todas formas y teniendo el tamaño que actualmente pensamos que tiene, que más nos da si es infinito o no, en la práctica para nosotros es como si no tuviera fin alguno.

Por otro lado, después de ver el documental que posteasteis hace tiempo llamado "el mayor error de Einstein", la idea de un universo infinito de creación periódica me resultó bastante probable. Pero quien sabe, esto sólo nos demuestra todo lo que nos queda por descubrir en el universo. Y quien sabe, lo mismo alguno de los que hoy estamos aquí hablando sobre este tema dentro de algunos años encuentra alguna solución a esta pregunta, .
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alshain
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Mensajes: 278

MensajePublicado: 17 Oct 2006 07:08    Asunto: Responder citando

Las galaxias no se alejan en movimiento propio, sino que es el espacio el que se expande y las lleva con él. Esto está comprobado experimentalmente.

Si las galaxias se alejasen, el corrimiento al rojo sería un efecto Doppler, y la velocidad que se seguiría para un corrimiento al rojo dado proporcionaría en la ley de Hubble una distancia incorrecta. La distancia a una galaxia puede medirse por métodos alternativos que no son el corrimiento al rojo y la ley de Hubble.

Es más, otros fenómenos, consecuencia de la expansión del espacio, como la dilatación temporal cosmológica, o la variación del brillo superficial, muestran que es el espacio el que expande y no las fuentes de luz las que se alejan en movimiento propio.

Esta es también la razón por la que la velocidad de recesión puede ser mayor que la de la luz, ya que no se trata del movimiento propio de objetos en el espacio, sino de una dependencia temporal de la métrica del espacio.

Un saludo.
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hueznar
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Ubicación: En algun lugar de la Vía Láctea

MensajePublicado: 17 Oct 2006 08:03    Asunto: Responder citando

alshain escribió:
Las galaxias no se alejan en movimiento propio, sino que es el espacio el que se expande y las lleva con él. Esto está comprobado experimentalmente.


Muy interesante, pero ¿Sobre qué se expande el espacio?. ¿Existe algun otro medio superior a este?. Imagino que dificil de explicar. Gracias por la info. alshain.
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alshain
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MensajePublicado: 17 Oct 2006 08:51    Asunto: Responder citando

hueznar escribió:
Muy interesante, pero ¿Sobre qué se expande el espacio?. ¿Existe algun otro medio superior a este?

No necesita de nada sobre lo que expandir. La métrica del espacio, la cual varía con el tiempo, es una propiedad intrínseca del espacio.

Las matemáticas muestran que no hace falta un espacio superior para la existencia de expansión o curvatura. Por ejemplo, la superficie bidimensional cerrada del globo que hincha. Nosotros estamos acostumbrados a pensar que el espacio tridimensional que existe dentro y fuera de ella es necesario, pero matemáticamente esto no es necesariamente así, aunque tampoco hay nada que impida la existencia del espacio superior.

Un saludo.
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Charone
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Registrado: 19 May 2006
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MensajePublicado: 18 Oct 2006 00:34    Asunto: Responder citando

Aprovecho el hilo porque tengo muchísimo interés en aclarar una duda que expuse hace algún tiempo y…. no he tenido suerte. Crying or Very sad
alshain escribió:
Si las galaxias se alejasen, el corrimiento al rojo sería un efecto Doppler, y la velocidad que se seguiría para un corrimiento al rojo dado proporcionaría en la ley de Hubble una distancia incorrecta.

Si el corrimiento al rojo que observamos en la luz procedente de una galaxia lejana no es debido a efecto Doppler, ¿podría interpretarse que dicha luz, al viajar por un espacio en expansión, sufre una variación real en su frecuencia (disminución de ésta)?
Saludos y gracias.
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alshain
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Registrado: 26 Nov 2005
Mensajes: 278

MensajePublicado: 18 Oct 2006 10:03    Asunto: Responder citando

Charone escribió:
Si el corrimiento al rojo que observamos en la luz procedente de una galaxia lejana no es debido a efecto Doppler, ¿podría interpretarse que dicha luz, al viajar por un espacio en expansión, sufre una variación real en su frecuencia (disminución de ésta)?

No acabo de entender ese énfasis en variación real. Es real en cuanto a que es medida y es diferente de la emitida. En ese sentido igual de real sería si se tratase de un efecto Doppler. En este caso la longitud de onda de la luz se va alargando a medida que surca el espacio intergaláctico. La emisión y la recepción se producen en dos puntos distintos del espacio-tiempo y el espectro entero se desplaza, tal y como mencionas en el otro tema (que acabo de leer). Es algo similar al desplazamiento al rojo gravitacional que sufre un rayo de luz que sale de un pozo gravitatorio.
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Charone
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Registrado: 19 May 2006
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Ubicación: Sevilla

MensajePublicado: 18 Oct 2006 17:31    Asunto: Responder citando

Gracias alshain.

Puse cierto énfasis en “variación real” porque no tengo suficientemente clara esta circunstancia en un espacio que se expande.
Dices que “igual de real sería si se tratara de efecto Doppler”, precisamente es aquí donde comenzaron mis dudas, pues entiendo que la variación en la frecuencia debida a dicho efecto es algo relativo al observador y no a una variación intrínseca en la propia onda.

Lo que con mi pregunta anterior pretendía aclarar es si, independientemente del corrimiento al rojo que observa el receptor, la expansión del espacio provoca en la onda un alargamiento real (intrínseco) en su longitud a medida que viaja.
Como veo que tu respuesta es afirmativa, me hace pedirte (enlazando con aquel hilo que quedó “huérfano”) que, por favor, me digas si ¿cabe la posibilidad de que la luz procedente de una galaxia lejana, en su viaje por el espacio en expansión, sufra tal alargamiento en su longitud de onda que no podamos detectarla dentro del espectro visible?

Gracias de nuevo y perdona si mis dudas te parecen elementales, sólo soy una aficionada que intenta aprender un poquito.

Saludos a todos/as. Wink
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alshain
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Registrado: 26 Nov 2005
Mensajes: 278

MensajePublicado: 18 Oct 2006 21:18    Asunto: Responder citando

Charone escribió:
Puse cierto énfasis en “variación real” porque no tengo suficientemente clara esta circunstancia en un espacio que se expande.
Dices que “igual de real sería si se tratara de efecto Doppler”, precisamente es aquí donde comenzaron mis dudas, pues entiendo que la variación en la frecuencia debida a dicho efecto es algo relativo al observador y no a una variación intrínseca en la propia onda.

Pero eso no significa que no sea real. Lo que consideras variación intrínseca en la propia onda sólo puede estar referido a un sistema de referencia determinado. En el caso cosmológico la situación es similar, aunque ciertamente distinta. El observador situado en la fuente que emite luz no mide corrimiento al rojo, mientras que el observador lejano sí lo mide.

Charone escribió:
¿cabe la posibilidad de que la luz procedente de una galaxia lejana, en su viaje por el espacio en expansión, sufra tal alargamiento en su longitud de onda que no podamos detectarla dentro del espectro visible?

Sí cabe la posibilidad y de hecho se da. Ten en cuenta que una galaxia es una fuente de radiación electromagnética en un largo continuo de longitudes de onda. No obstante, pare hacerte una idea podemos considerar un modelo muy simplificado. Considera una galaxia llena sólo de estrella tipo sol, que emiten en un rango de unos 300 nm a unos 1500 nm (con un pico alrededor de los 500 nm). El rango visible va desde unos 400 nm hasta unos 700 nm. Para que el mínimo del espectro se salga del rango visible, ha de desaparecer por tanto por encima de los 700 nm. Sabiendo que para "a" el factor de escala y "z" el desplazamiento al rojo y "L" la longitud de onda se tiene:

a = L / Lo
a = 1 / (1+z)

Introduciendo a = 300 / 700, se tiene z = 1.3. El modelo no es muy realista, pero sí da una idea de que la luz visible desaparece hacia el infrarrojo para desplazamientos al rojo altos. Esto es especialmente importante a la hora de identificar líneas en el espectro. De hecho los instrumentos de infrarrojo cercano son muy importantes a la hora de estudiar galaxias a desplazamientos al rojo altos.

Un saludo.
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Charone
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Registrado: 19 May 2006
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Ubicación: Sevilla

MensajePublicado: 19 Oct 2006 13:19    Asunto: Responder citando

Muy agradecida, alshain, por tus aclaraciones.

Me vas a permitir una última pregunta:
¿Existe alguna expresión matemática que permita conocer (calcular) el cambio en la longitud de onda (o en la frecuencia) que sufre una radiación electromagnética procedente de una fuente emisora que se aleja con la expansión?
Supongo que intervendrán factores como: distancia, velocidad de la fuente, geometría del espacio, etc.
Por favor, intenta ponerte en el caso más sencillito para que pueda entenderlo.

Bueno, otra más y acabo:
Si aceptamos que una fuente de luz situada en los confines del espacio puede presentar una velocidad de recesión superlumínica, sería lógico pensar que la radiación que emite (fotones) no nos llegará nunca, ¿es así? o ¿existen “caminos alternativos” para que nos llegue?

Abundando un poco más, ¿es posible que la luz que en el pasado emitió una galaxia y que actualmente estamos viendo, llegue un momento en que se aleje tanto de nosotros (la galaxia) que ocurra lo que comenté en el punto anterior?

Finalmente:
alshain escribió:
hueznar escribió:
Muy interesante, pero ¿Sobre qué se expande el espacio?. ¿Existe algun otro medio superior a este?

No necesita de nada sobre lo que expandir. La métrica del espacio, la cual varía con el tiempo, es una propiedad intrínseca del espacio.

¿Quiere esto decir que el espacio crea su propia geometría a medida que evoluciona?

Saludos.
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