Michael Strauss en su reciente libro "Welcome to the Universe" con los autores Tyson & Gott describe que el espacio NO se está expandiendo en galaxias sino más bien entre galaxias. ¿Entonces la expansión es local y no universal?
¿La presencia de materia impide la expansión del espacio?
Esta respuesta es estimulado un poco por @claude chuber del comentario. Agradezco sus aclaraciones de mis comentarios, y su cuestionamiento de ellos.
Como él dice: la OPs declaración de un libro, "el espacio no está dentro de la expansión de las galaxias, sino más bien dentro de las galaxias' "está mal"
En primer lugar, una descripción y explicación de lo que sucede a la cosmológica (lo que el OP se llama espacio de expansión. La descripción más simple es que sí, hay expansión cosmológica en todas partes, en el interior de las galaxias, entre ellos en un cúmulo de galaxias, dentro de los planetas y el sistema solar, en el interior de los átomos y las moléculas, etc. Pero la expansión es un efecto gravitacional, y puede ser contrarrestado por otras fuerzas como la gravedad, debido a que los cuerpos de las otras cerca de ellos, las fuerzas eléctricas, fuerzas nucleares, etc. Y resulta que para todos los casos mencionados anteriormente (sistema solar, galaxias, cúmulos, los átomos, planetas, etc), excepto los de las fuerzas entre los cúmulos de galaxias, esas otras fuerzas que son más fuertes que el efecto gravitacional que hace que la expansión cosmológica. Así, la expansión cosmológica en aquellos casos en los que es tan pequeño en comparación como para ser insignificante, o si no insignificante, hace una muy pequeñas contribuciones. Para la expansión entre los cúmulos de galaxias y de cualquier grande de los tamaños de las otras fuerzas tienen poco efecto, y la expansión continúa y es medible.
La razón por la que la expansión es más notable y efectiva para distancias más largas, es que la tasa de expansión (es decir, la velocidad de recesión entre dos objetos a estos grandes distancias) aumenta con la distancia. Que es lo que Hubble descubrió, velocidad de recesión es linealmente proporcional a la distancia. Recuerde que en la expansión cosmológica que todo se va lejos de todo lo demás (imagino que cualquiera de los dos puntos pintados en la superficie de inflar un globo, como el balón se pone inflado se separan más y más), y cuanto más lejos están, más rápido se separan aún más.
Pero dos átomos, o de dos planetas en el sistema solar, o de dos estrellas en una galaxia no son lo suficientemente alejados unos de otros, y la expansión sería pequeño. Pero es aún peor: su eléctricas y magnéticas de las interacciones (por átomos) y gravitacional atracciones (para el sistema solar, los planetas y las galaxias) el uno con el otro son suficientemente fuerte como para que la inflación débil efecto es contrarrestado. Ellos son llamados obligados sistemas, y la inflación no afecta a ellos. Así, por ejemplo, de nuestra galaxia, la vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda, está a aproximadamente 1 Mpsec (alrededor de 3 años luz)(la cantidad es aproximada, podría estar fuera de algunos) de distancia. Basado en la constante de Hubble de 67 a 70 Kms/seg/Mpsec deben alejando el uno del otro en alrededor de 67 a 70 Kms/seg. Pero lo que se mide es de que van el uno hacia el otro a una velocidad de alrededor de 119 Kms/seg. Su enorme atracción gravitatoria es abrumadora la expansión cosmológica en esas distancias. Nos chocará con la Galaxia de Andrómeda en alrededor de 3 mil millones de años.
El efecto gravitacional en cualquier pequeña región del espacio-tiempo es la combinación de varios efectos (en muchos casos uno puede tratar a uno como una perturbación en el efecto principal, pero si que son todos la misma fuerza que uno tiene que tratar a todos juntos y es más de lo que podemos hacer ahora. Ahora nos tratan como perturbaciones en cada uno de los otros). Los objetos cercanos tienen un gran efecto en relación a cada uno de los otros, pero a gran escala, la llaman de las escalas cosmológicas, que todo el grupo de galaxias que forman nuestro grupo local, están retrocediendo lejos de todo lo demás, debido a la expansión. Es en las escalas de tal vez 10 Mpsec o así, y ciertamente en el 30-50 Mpsec gama, donde la inflación se acerca y es medible. La relación lineal de la velocidad de recesión de la distancia es buena hasta distancias de unos pocos millones de años luz, a continuación, algunos no linealidades de entrar en.
Así que, sí, hay expansión cosmológica en todos los niveles, pero es muy pequeño y abrumado por las fuerzas locales a escalas inferiores a unos 10-30 Mpsec.
También vale la pena señalar que la expansión cosmológica es cierto, exactamente como se calcula sobre la base del modelo, EN PROMEDIO. Hay irregularidades en escalas más pequeñas, donde la materia y la densidad de energía es mayor, y otras áreas donde es menos. En el 100 Mpsec escala el universo se ve homogéneo e isotrópico. Pero los más de densidades y bajo densidades, hacer grupos locales de las estrellas y las galaxias tienen algunos de velocidades peculiares con respecto a la expansión global. De la tierra, cuando restamos nuestro peculiar de la velocidad en nuestras mediciones, vemos, por ejemplo, el fondo cósmico de fondo (CMB), como homogéneo e isotrópico (a excepción de los restos de la Planckian cuántica super-microscópico de las perturbaciones justo después del Big Bang que llevó más tarde, como evolucionó el universo, las galaxias y las estrellas) - que hemos medido, que en el CMB y es muy consistente con las predicciones del modelo cosmológico.
El modelo cosmológico aceptada hoy en día es la Lambda CDM modelo con parámetros que mejor tomar la forma de las últimas satélite Planck de colaboración/datos de liberación.
Ver referencias
Universo cronología https://en.m.wikipedia.org/wiki/Chronology_of_the_universe
Universo en expansión, y la pequeña escala de los efectos https://en.m.wikipedia.org/wiki/Metric_expansion_of_space
La ley de Hubble y constante. Ver los números de la Wikipedia, en https://en.m.wikipedia.org/wiki/Hubble's_law, la mayoría de 67 a 72.
Ver los números de Planck publicación de datos, se muestra menos variación cuando se promedian con diversas mediciones. Ver en https://en.m.wikipedia.org/wiki/Planck_(nave espacial)#2015_data_release
"esas otras fuerzas son más fuertes que el efecto gravitacional que causa la expansión cosmológica" espera, ¿el efecto gravitacional causa la expansión cosmológica?
La gravitación y la energía de la materia en el universo definen la geometría del espacio-tiempo del universo. Esa geometría procede de la solución de las ecuaciones de campo de Einstein (EFE). La solución para el universo es que está en expansión, con un Big Bang que lo inició todo. Esas son las EFE de la gravitación, también llamadas relatividad general. Es una forma de decir todo esto cuando se dice que la expansión se debe a la Relatividad General, o a la gravitación, o al Big Bang y al contenido de energía de la materia del universo. Así es como la gravitación y la energía de la materia son responsables de la expansión y sus parámetros.
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Hola doc, ¿esto está relacionado: physics.stackexchange.com/q/2110
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@Countto10 Hola Conde. Tendré que sacar tiempo para leer las respuestas esta noche, pero tal vez. Parece que Soulman nunca asignó la respuesta "correcta". Un vistazo rápido muestra que las respuestas abordan la pregunta en términos de fuerzas equilibradas. Pero el espacio creo que no ejerce fuerza o materia de 'arrastre'. ¿El espacio en expansión compite con las fuerzas electromagnéticas o gravitacionales? ¿Cómo se cuantifica eso? A no ser que me esté perdiendo lo que significa que el espacio se expanda.
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Iba a preguntar esto, pero hay una dupla/respuesta (no muy bien recibida): physics.stackexchange.com/questions/172953/ En algún momento, si es lo suficientemente grande, podría haber un equilibrio entre la materia de la galaxia y la expansión cósmica, pero no sé cuál es el tamaño más grande que puede alcanzar una galaxia.
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@Countto10 Interesante pregunta. Una búsqueda rápida encontró esto arxiv.org/abs/astro-ph/0301527 pero la pregunta más interesante es por qué - considerando quizás los modelos dinámicos galácticos, la estabilidad, etc. ¿Qué pasa si una galaxia es demasiado pequeña o demasiado grande? Parece que hay una tendencia al tamaño y la forma por lo poco que he visto.
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Imagínatelo así. La galaxia de Andrómeda y nuestra Vía Láctea están a una distancia de 1 Mpseg (más o menos, no es un número exacto). Si se movieran una respecto a la otra como el flujo cósmico, se alejarían una de la otra a unos 70 km/seg. Pero su atracción gravitatoria newtoniana es más fuerte, y el resultado es que se acercan la una a la otra a unos 119 Kms/seg, por lo que colisionarán en unos 3.000 millones de años. La débil gravedad de una galaxia por otra tan alejada es más fuerte que la expansión. Otras fuerzas, como las que mantienen unidos a los átomos y las moléculas, son aún más fuertes.
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@Bob Bee La pregunta del PO es precisamente si hay es una expansión espacial que lucha contra la expansión gravitatoria dentro de las galaxias o no . La teoría reportada dice que el espacio es no que se expande dentro de las galaxias, lo que siempre me ha parecido también extraño. Además, la (primera) pregunta se refiere a la expansión del espacio en sí, no de los objetos que hay en él.
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Estoy empezando a darme cuenta de que el espacio es nada menos misteriosa que el tiempo. La materia, la energía y los campos son cosas que podemos sentir y medir. Pero el espacio y el tiempo parecerían desvanecerse sin su existencia. ¿Cómo, si no, se podría fabricar una vara de medir o un reloj? El espacio y el tiempo parecen ser propiedades de todo lo anterior, no cosas . No tienen sustancia.
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@Claude Chuber lo que dices no está nada claro, pero te aseguro que mi respuesta en mi comentario es parte de la explicación estándar y conocida. Dentro de las galaxias, entre las galaxias, dentro de la tierra, entre los planetas, entre las moléculas o los átomos o los sólidos, etc es todo lo mismo, solo que con diferentes magnitudes y tipos de fuerza que resisten la expansión. Los 67-70 Kms/seg/Mpseg son bien conocidos, y una medida útil para la expansión en cualquier lugar, pero otras fuerzas, incluyendo la gravedad local, las fuerzas atómicas y casi todo lo demás que no sea cósmico lo sobrepasarán. Mi ejemplo era una forma sencilla de verlo
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@Claude En cuanto a tu afirmación de que la expansión del espacio lucha contra la expansión de la gravedad, también es una tontería. Dentro de las galaxias hay gravedad de las estrellas y la materia de la galaxia, y es atractiva. Eso es lo que la mantiene unida. La expansión espacial -y no está claro a qué te refieres, pero suponiendo que te refieras a la expansión cosmológica, sí que es efectiva en todas partes. Mi comentario anterior explica por qué es despreciable para un ejemplo, lo es para todos los demás donde las fuerzas locales mantienen las cosas unidas. Si no puedes visualizarlo con mi ejemplo tendrás que hacer las cuentas y calcular
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@Bob Bee Gracias por la aclaración, ahora entiendo tu punto de vista. Así que estás diciendo claramente que la mencionada teoría "el espacio NO se expande dentro de las galaxias sino entre las galaxias" es errónea (por supuesto que la expansión cosmológica dentro de las galaxias es pequeña, pero no nula, lo que supone una importante diferencia teórica). Te sugiero que publiques tu comentario (" Dentro de las galaxias [...], entre las moléculas o los átomos o los sólidos, etc es todo lo mismo [...]") como respuesta. Eso ayudaría mucho a despejar todas las tonterías que se pueden leer aquí y allá sobre este tema.
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Lo entiendo. Lo haré esta noche.
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@Bob BeeGracias, acabo de leer tu respuesta y me ha parecido muy interesante. No sabía que la expansión cosmológica se consideraba un efecto gravitatorio (es decir, una consecuencia de la gravitación).
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@claude chuber. Es la geometría del espacio-tiempo (en este caso del universo) causada por las condiciones iniciales (Big Bang), la materia-energía del universo, y las ecuaciones de la Relatividad General que son las Ecuaciones de Campo de Einstein (que son la ecuación para la gravitación) que se obtiene ese resultado. Una "consecuencia de la gravitación" es una forma abreviada de decir esta versión más complicada.... Pero sí es básicamente el inicio (Big Bang) y la evolución debida a la gravitación de la materia-energía del universo. Gracias por su amable estímulo para responder.