Cuando se menciona el término "expansión", nos viene a la mente el aumento de tamaño. Sin embargo, en este caso, la expansión del universo es diferente. Profundicemos y descubramos más.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
La expansión del universo se refiere al aumento de la distancia entre dos partes del universo no unidas gravitacionalmente que se puede observar con el tiempo . Este proceso es una expansión intrínseca por la cual hay un cambio en la escala del espacio. El universo no se expande en nada y no requiere espacio para existir fuera de él. En general, el espacio y los objetos en el espacio no se mueven. La métrica que gobierna la geometría y el tamaño del espacio-tiempo es la que cambia de escala. A pesar de que los objetos y la luz en el espacio-tiempo no pueden viajar a velocidades más rápidas que la luz, la métrica en sí no está restringida por esta limitación. A un observador le parece que el espacio se está expandiendo y que, aparte de las galaxias más cercanas, retrocede en la distancia.
Durante la época inflacionaria, que fue aproximadamente 10 -32 de segundo después del Big Bang , hubo una expansión repentina del universo. El volumen del universo aumentó en un factor de aproximadamente 10 78 (expansión de la distancia en un factor de aproximadamente 10 26 en las tres dimensiones). Una expansión más lenta y gradual del espacio continuó más tarde, hasta 9.800 millones de años después del Big Bang, cuando comenzó a expandirse gradualmente más rápidamente. Todavía se está expandiendo hasta hoy.
La expansión métrica del espacio es completamente diferente de las explosiones y expansiones que se ven en la vida diaria. Parece ser una propiedad de todo el universo en lugar de un fenómeno que solo se aplica a una parte del universo. Se puede observar mejor desde "fuera" del universo.
La expansión métrica es una característica importante de la cosmología del Big Bang. Sin embargo, este modelo solo es válido a grandes escalas (la escala de los cúmulos de galaxias y superiores), ya que la atracción gravitacional une la materia lo suficientemente fuerte como para que, en este momento, la expansión métrica no se pueda observar a menor escala.
Los físicos han demostrado la existencia de energía oscura que aparece como una constante cosmológica en los modelos gravitacionales más simples, como una forma de explicar la aceleración.
Métricas y coordenadas combinadas
Para comprender la expansión métrica del universo, es importante discutir qué es una métrica y cómo funciona la expansión métrica.
Una métrica se refiere a un concepto de distancia . Establece en términos matemáticos la manera en que se miden las distancias entre dos puntos cercanos en el espacio, en términos del sistema de coordenadas. Los sistemas de coordenadas se utilizan para ubicar puntos en el espacio mediante la asignación de ciertas posiciones en una cuadrícula llamada coordenadas a cada punto. Los gráficos Xy y la latitud y longitud son ejemplos comunes de coordenadas. Una métrica es una fórmula que describe cómo se debe medir un número llamado "distancia" entre dos puntos. La expansión métrica del espacio se describe utilizando las matemáticas de los tensores métricos. El sistema de coordenadas que se utiliza se conoce como coordenadas de combinación . Este es un tipo de sistema de coordenadas que tiene en cuenta tanto el tiempo como el espacio y la velocidad de la luz.
