La Escala de Distancias en el Universo
Debido a que el Universo se esta expandiendo, la pregunta a que distancia
esta aquella galaxia tan distante? es dificil de contestar. Todo depende de tu
punto de vista
(En el grafico 1 billion years = mil millones de años)
Este es el problema de definir una distancia en un Universo en expansion
: 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. 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; y la vista que reciben esas personas en la segunda galaxia
es la imagen de la primera galaxia cuando esta solo tenia mil millones de
años y estaba solo a 2 mil millones de años luz de distancia.
Hay cuatro escalas diferentes en cosmologia :
- (1) Distancia por Luminosidad - DL
- En un Universo en expansion, las galaxias distantes son mucho mas
pequeñas de lo normal, debido a que los fotones de luz se estrechan y se
esparcen en una gran area. Es este el porque se utilizan grandes telescopios
para su observacion. Las mas distantes, solo visibles por el Telescopio
Espacial Hubble son tan pequeñas que aparentan estar a unos 350 mil
millones de años luz cuando en realidad estan mucho mas cerca.
Distancia por Luminosidad no es una escala de distancia realista pero es util para
determinar cuan apagadas las galaxias distantes nos parecen.
- (2) Distancia por Diametro Angular - DA
- En un Universo en expansion, nosotros vemos galaxias cerca del borde del
Universo cuando ellas eran realmente muy jovenes, hace unos 14 mil millones
de años, debido a que su luz tardo 14 mil millones de años en llegar a
nosotros. Sin embargo, las galaxias a esa edad estaban tambien mas cerca de
nosotros.La galaxia mas apagada y distante que el Hubble puede captar
estaba solo a un par de miles de millones de años cuando emitio por primera
vez su luz. Esto significa que galaxias mas distantes aparentan ser mas
grandes de lo que deberian, porque su luz partio de por ejemplo 3 mil
millones de años luz de nosotros, pero en realidad ahora se encuentra a 9
mil millones de años luz (a pesar desto son muy muy apagadas - ver
Distancia por Luminosidad).
Distancia por Diametro Angular es una buena indicacion de cuan cerca
estaban las galaxias de nosotros, cuando emitieron la luz que ahora podemos
ver.
- (3) Distancia por Comovimiento - DC
- La Distancia por Comovimiento es la escala de distancia que se expande con
el Universo. Esta nos dice donde estan las galaxias ahora y no cuando el
Universo era mas pequeño. En esta escala el borde del Universo esta a 47
mil millones de años luz, sin embargo la galaxia mas distante visible por
el Hubble esta a unos 32 mil mllones de años luz de nosotros.
Distancia
por Comovimiento es lo opuesto a Distancia por Diametro Angular - esta nos
dice donde estan las galaxias ahora y no donde estaban cuando emitieron su
luz.
- (4) Distancia por Tiempo de Viaje Luz - DT
- La Distancia por Tiempo de Viaje
Luz representa el tiempo que toma la luz desde una galaxia en
llegar a nosotros. Esto es el porque de que el Universo visible tiene un
radio de 14 mil millones de años luz - esto es simplemente lo que se sabe
debido a que la luz de mas de 14 mil millones de años luz todavia no ha
llegado a nosotros.
La Distancia
por Tiempo de Viaje Luz es mas una medida de tiempo que de
distancia. Es util principalmente porque nos dice que antigua es la vista de
la galaxia que estamos viendo.
Para distancias pequeñas (inferiores a 2 mil millones de años luz) las
cuatro escalas se fusionan y forman una, por eso es mas facil definir distancias
en el Universo local.
Abajo - las cuatro escalas de distancias dibujadas con respecto al redshift (desplazamiento al rojo).
Redshift es una medida de velocidad causada por la expansion del Universo - una galaxia
con un gran redshift estara mas alejada que una con pequeño redshift. Las
galaxias mas distantes visibles con el Hubble tienen un redshift de 10, mientras
las mas distantes protogalaxias del Universo tienen probablemente n redshift de
15. El borde del Universo tiene redshift infinito. Un tipico telescopio portatil
no puede ver mas alla del redshift 0,1 (alrededor de mil trescientos millones de
años luz).
La Distancia por Luminosidad (DL)
muestra porque las galaxias lejanas son tan dificiles de ver - una joven y
distante galaxia con redshift 15 aparenta estar a 560 mil millones de años luz
de nosotros a pesar de que la Distancia por Diametro Angular
(DA) sugiere que esta a 2 mil doscientos
millones de años luz cuando esta emitio su luz. La Distancia por Tiempo de Viaje
Luz (DLT) nos dice que la luz de esa galaxia ha
viajado unos 13 mil seiscientos millones de años luz hasta hoy. La Distancia
por Comovimiento (DC) nos dice que la
misma galaxia hoy, si la pudieramos ver, estaria a unos 35 mil millones de años
luz de nosotros.
