¿Los científicos no entienden lo que pasa con los objetos cósmicos lejanos, o sólo soy yo?

Question

Esta mañana he leído este artículo:

http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-13539914

Los científicos han descubierto una explosión de rayos gamma cuya luz ha tardado 13.140 millones de años en llegar a la Tierra. Esto es genial e interesante. Sin embargo, a continuación se afirma que se trata del "objeto individual más lejano hasta ahora espiado por un telescopio".

Pero espera un momento. También se sabe que las galaxias se alejan unas de otras a velocidades increíbles, la mayoría más rápidas que la velocidad de la luz, porque el espacio/tiempo entre ellas se está expandiendo (o algo así... ¡no soy científico!)

Así que estos supuestos objetos asombrosamente distantes, bueno para empezar, ya no existen... Son cosas que ocurrieron hace miles de millones de años. Pero no sólo eso, sino que probablemente son objetos que estaban a sólo unos pocos millones de años luz de nosotros cuando realmente tuvieron lugar. Así que seguramente, los objetos en sí no son los más distantes, sino que la luz de ellos se ha distorsionado de tal manera que la luz ha tardado tanto en llegar a nosotros.

Además, si las galaxias se extienden más rápido que la velocidad de la luz, ¿quién puede decir que esta explosión ocurrió realmente hace 13.100 millones de años? ¿No es posible que la luz se creara hace, digamos, 5.000 millones de años, pero que haya tardado mucho más en llegar hasta nosotros debido a la expansión del espacio entre las galaxias?

Estoy seguro de que estas cosas ya han sido consideradas por los científicos, pero me resulta extraña la forma en que los artículos de noticias siempre asumen que sólo porque la luz viaja a una velocidad específica, que siempre va a tomar la misma cantidad de tiempo para llegar a nosotros.

¿O lo estoy entendiendo mal? Me encantaría saberlo.

EDIT: Para la gente que discute el tema de la velocidad más rápida que la luz, me encontré con este artículo :

Al mirar las galaxias cada vez más lejos, parece que se alejan más y más rápido de nosotros. Y es posible que al final parezca que se alejan de nosotros más rápido que la luz. En ese momento, la luz que sale de la galaxia lejana nunca nos alcanzaría. Cuando esto ocurra, la galaxia lejana se desvanecerá cuando los últimos fotones lleguen a la Tierra, y entonces nunca sabremos que ha estado allí.

Y este :

Esa misteriosa fuerza de la energía oscura, que está acelerando la expansión del Universo, está haciendo que las galaxias más lejanas se alejen cada vez más rápido de nosotros. Finalmente, cruzarán un horizonte de sucesos y parecerá que se alejan de nosotros más rápido que la velocidad de la luz. En ese momento, cualquier luz emitida por la galaxia dejará de llegar hasta nosotros. Cualquier galaxia que cruce este horizonte se desvanecerá de la vista, hasta que su último fotón llegue a nosotros. Todas las galaxias desaparecerán de la vista para siempre.

Answer 1

Por supuesto, los astrónomos consideran la expansión del espacio. De hecho, es más o menos la sólo que están considerando. El corrimiento al rojo debido a la expansión del espacio es el camino que los astrónomos saben que procede de hace 13.140 millones de años. Lo que hay que hacer es mirar las ondas de luz con mucho cuidado. Se estirarán (lo que parece un desplazamiento al rojo) debido a la expansión del universo. Cuanto más tiempo lleven volando, más estiradas/desplazadas estarán. El grupo citado en el artículo midió un corrimiento al rojo (una medida de este estiramiento) de 9,4, que es el mayor que hemos observado; concluimos que esta luz ha estado viajando más tiempo que cualquier otra luz que hayamos observado desde una sola fuente (el radiación cósmica de fondo está mucho más desplazado al rojo).

Una serie de métodos muy inteligentes nos permiten identificar cuánto tiempo debe haber viajado la luz para que reciba una cantidad determinada de desplazamiento al rojo. Se trata de una aplicación de la relación conocida como Ley de Hubble . Si se utiliza, se encuentra que la luz con un desplazamiento al rojo de 9,4 ha estado viajando durante unos 13.140 millones de años.

Este método se utiliza de forma tan habitual que se oye a los cosmólogos hablar del tiempo en términos de desplazamiento al rojo, como "la ionización se produjo a un desplazamiento al rojo de 17" en lugar de "la ionización se produjo hace 13.500 millones de años" (esos números son inventados).

Answer 2

Tenemos una idea bastante buena de la historia de la expansión del Universo a partir de numerosas mediciones, etc., y también sabemos con gran precisión lo rápido que viaja la luz a través del Espacio vacío, así que si asumimos que nuestra comprensión de la historia de la expansión del Universo no es demasiado errónea, podemos simplemente calcular el tiempo de viaje de la luz, la distancia actual y la distancia original del objeto una vez que hayamos establecido, cuánto se desplaza la luz de él hacia el rojo.

La distancia indicada en el artículo es la distancia en el momento actual al punto desde el que se emitió la luz hace 13.100 millones de años . Sí, en aquella época estaba mucho más cerca, pero ya no lo está.

Se ha dicho que el concepto de "distancia" no está muy bien definido. Bueno, lo está, pero hay más de una definición. La distancia que más damos es la que se llama distancia adecuada que, a grandes rasgos, es la que obtendríamos si congeláramos el Universo en el punto actual de expansión y nos pusiéramos a medir la distancia con una vara de medir gigante. Es cierto lo que se dice, que lo que significa "ahora" tampoco está del todo claro, pero asumiendo que la expansión del Universo es uniforme, podemos definir "ahora" no en términos de tiempo absoluto (que, se puede argumentar, no existe), sino en términos de cuánto se ha expandido el Universo desde un evento determinado, como por ejemplo el Fondo Cósmico de Microondas -que es de hecho como lo hacemos.

La expansión del Universo es un concepto bastante difícil de entender, y hay muchos conceptos erróneos que fluyen, incluso entre los científicos investigadores en este campo. Este artículo hace un buen trabajo para eliminar algunos de estos conceptos erróneos:

Tamara Davis, Charles M. Lineweaver. Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe. Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Australia, volumen 21, número 1, pp. 97-109. (Página web de la PASA) arXiv:astro-ph/0310808

Es relativamente fácil de leer, y tiene algunos diagramas muy interesantes que explican cómo funcionan cosas como la distancia propia frente a la distancia comoving, la distancia del horizonte y la expansión superlumínica, etc.

Answer 3

Una de las razones por las que a los científicos les gusta observar objetos lejanos es porque saben que, al hacerlo, están mirando hacia atrás en el tiempo: un objeto lejano es un objeto del pasado. Un objeto muy lejano (como el que has citado) es un objeto cercano al el principio del universo (que es interesante para las personas que quieren saber sobre el principio del universo).

Answer 4

Mirar un objeto lejano, a miles de millones de años luz, tiene muchas connotaciones.

Al estar tan increíblemente lejos, estás viendo eventos pasados. Pero esto no significa necesariamente que el objeto ya no exista. Puede seguir existiendo, pero ciertamente podría ser muy diferente.

Te recomiendo que veas algunos de los vídeos de Astronomía para principiantes como este en Khan Academy, me ayuda a entender la escala de las cosas y la física que hay detrás.