Expansión métrica del espacio

Ecuaciones diferenciales explican cómo se expande el universo en el modelo del Big Bang; una característica de nuestro universo corroborada por todos los experimentos cosmológicos, cálculos astrofísicos y medidas tomadas hasta la fecha.La luz que se emite hoy en día desde estas galaxias más allá del horizonte de eventos cosmológicos, alrededor de 5 gigaparsecs o 16 mil millones de años luz, nunca llegará a nosotros, aunque todavía podemos observar la luz que estas galaxias emitieron en el pasado -véase universo observable-.Estos detalles son una fuente frecuente de confusión entre los aficionados e incluso los físicos profesionales.La especificación de una métrica requiere que uno primero especifique las coordenadas utilizadas.En teoría hay siempre un efecto debido a esta curvatura, incluso para pequeñas distancias, pero en la práctica para lugares "cercanos", la curvatura de la Tierra es tan pequeña que es despreciable para distancias cortas.Los puntos en la superficie de la Tierra se pueden especificar dando dos coordenadas.Debido a que el espacio parece ser Euclídeo, en una gran distancia se pueden especificar las coordenadas espaciales en términos de x, y, z, aunque otras alternativas como las coordenadas esféricas son utilizadas habitualmente.Lo mismo no se puede decir de la métrica del espacio-tiempo, sin embargo.Operacionalmente, las distancias comóviles no pueden ser directamente medidas por un simple observador con las limitaciones de la Tierra.Además, los científicos están seguros de que las teorías que dependen de la expansión métrica del espacio son correctas porque han pasado las rigurosas pruebas del método científico.La universalidad espacial y temporal de las leyes físicas fue hasta hace poco tomada como una suposición filosófica fundamental que ahora es comprobada en los límites observacionales del tiempo y el espacio.En una de las primeras etapas del universo-balón, la hormiga mediría distancias entre puntos separados del balón que sirven como un estándar con el que se puede medir el factor de escala.La superficie del balón sigue pareciendo plana y aun así todos los puntos han retrocedido desde la hormiga, a su vez cada punto en la superficie del balón está proporcionalmente más lejos de la hormiga que antes de que el universo-balón se inflara.Esto explica cómo un universo en expansión puede resultar que todos los puntos retrocedan entre sí simultáneamente.En el límite en que la hormiga es pequeña y el balón es enorme, la hormiga también puede detectar cualquier curvatura asociada con la geometría de la superficie (que es aproximadamente una geometría elíptica para la superficie exterior de un balón curvado).Para la hormiga, el balón parece ser un plano que se extiende hacia afuera en todas direcciones.Todos estos objetos parecen estar retrocediendo los unos con los otros a menos que sean capturados en el pozo gravitacional de otro (un proceso llamado virialización).Este modelo tiene la ventaja sobre el modelo del balón de una geometría bidimensional plana macroscópica que se corresponde bien con la falta de curvatura tridimensional medida en nuestro universo observable.Este modelo es útil para explicar cómo es que las normas convencionales se pueden determinar midiendo la expansión.Solo en un universo dónde hay objetos acotados y no se expanden de tal manera que las reglas son independientes de la expansión métrica, se puede realizar medidas.Para hacer la analogía con el universo, es necesario imaginar un pan de pasas que no tenga un borde observable.Debido a la expansión del universo, el número de años luzen que esea señal luminosa fue emitida multiplicada por la velocidad de la luz no coincidenPor ejemplo, el límite del universo observable está a unos 46500 millones de años luz, aun cuando la luz emitida desde ese límite ha tardado en llegar a la Tierra unos 13790 millones de años.