En cosmología , un volumen de Hubble (llamado así por el astrónomo Edwin Hubble ) o esfera de Hubble , burbuja de Hubble , esfera subluminal , esfera causal y esfera de causalidad es una región esférica del universo observable que rodea a un observador más allá de la cual los objetos se alejan de ese observador en un velocidad mayor que la velocidad de la luz debido a la expansión del universo . [1] El volumen del Hubble es aproximadamente igual a 10,31 años luz cúbicos (o alrededor de 10,79 metros cúbicos).
El radio propio de una esfera de Hubble (conocido como radio de Hubble o longitud de Hubble ) es , donde es la velocidad de la luz y es la constante de Hubble . La superficie de una esfera de Hubble se llama horizonte microfísico , [2] superficie de Hubble o límite de Hubble .
De manera más general, el término volumen de Hubble se puede aplicar a cualquier región del espacio con un volumen de orden . Sin embargo, el término también se utiliza frecuentemente (pero erróneamente) como sinónimo de universo observable ; este último es más grande que el volumen del Hubble. [3] [4]
El centro del volumen de Hubble y del universo observable es arbitrario en relación con el universo en general; en cambio, se centra en su origen (un "observador" impersonal o personal).
La longitud del Hubble es de 14,4 mil millones de años luz en el modelo cosmológico estándar , algo mayor que la edad del universo , 13,8 mil millones de años.
Para los objetos en el límite de Hubble, el espacio entre nosotros y el objeto de interés tiene una velocidad de expansión promedio de c . Entonces, en un universo con el parámetro de Hubble constante , la luz emitida en la actualidad por objetos fuera del límite de Hubble nunca sería vista por un observador en la Tierra. Es decir, el límite de Hubble coincidiría con un horizonte de eventos cosmológico (un límite que separa los eventos visibles en algún momento y los que nunca lo son [5] ). Consulte Horizonte de Hubble para obtener más detalles.
Sin embargo, el parámetro de Hubble no es constante en varios modelos cosmológicos [3], por lo que el límite de Hubble no coincide, en general, con un horizonte de sucesos cosmológicos. Por ejemplo, en un universo Friedmann que se desacelera , la esfera de Hubble se expande con el tiempo y su límite supera la luz emitida por galaxias más distantes, de modo que la luz emitida en épocas anteriores por objetos fuera del volumen de Hubble aún puede eventualmente llegar dentro de la esfera y ser vista por nosotros. . [3] De manera similar, en un universo en aceleración con una constante de Hubble decreciente, el volumen de Hubble se expande con el tiempo y puede superar la luz de fuentes que anteriormente se alejaban con respecto a nosotros. [3] En ambas circunstancias, el horizonte de eventos cosmológicos se encuentra más allá del Horizonte Hubble. En un universo con una constante de Hubble creciente, el horizonte de Hubble se contraerá y su límite superará la luz emitida por galaxias más cercanas, de modo que la luz emitida en momentos anteriores por objetos dentro de la esfera de Hubble eventualmente retrocederá fuera de la esfera y nunca será vista por nosotros. . [1] Si la contracción del volumen de Hubble no se detiene debido a algún fenómeno aún desconocido (una sugerencia es la "transición de fase temprana"), el volumen de Hubble se convertirá casi en un punto (debido al principio de incertidumbre, las singularidades puras son imposibles; Además, una proporción de sus autointeracciones son lo suficientemente energéticas como para producir partículas que se escapan a través de túneles cuánticos), cumpliendo los criterios del big bang. [ cita necesaria ] La justificación de este punto de vista es que no existirá ningún volumen subluminal de Hubble y la expansión superluminal puntual (la generalización de la teoría del Big Bang ) prevalecerá en todas partes o al menos en una vasta región del universo. En esta cosmología cíclica (hay muchas otras versiones cíclicas) el universo siempre se expande y no vuelve a un tamaño predeterminado más pequeño (cosmología cíclica expansiva no conforme o expansiva conforme, no penroseana). [ cita necesaria ]
Las observaciones indican que la expansión del universo se está acelerando , [6] y se cree que la constante de Hubble está disminuyendo. [7] Por lo tanto, las fuentes de luz fuera del horizonte de Hubble pero dentro del horizonte de eventos cosmológicos pueden eventualmente llegar hasta nosotros. Un resultado bastante contrario a la intuición es que los fotones que observamos durante los primeros ~5 mil millones de años del universo provienen de regiones que se están, y siempre han estado, alejándose de nosotros a velocidades superluminales. [3]
