Questa volta abbiamo cercato una curiosità scientifica :
Supponendo di riprendere un fotone nello spazio, andrebbe 1 anno luce dopo 1 anno e 1 milione di anni luce dopo 1 milione di anni.
Perché dopo che l'espansione dello spazio è evidente, il fotone sarebbe più lontano di 1 miliardo di anni luce dopo 1 miliardo di anni?
L'espansione dello spazio (flusso di Hubble) porta avanti il fotone?
Ed ecco le risposte degli esperti:
Il fotone viaggerebbe per 1 miliardo di anni luce in 1 miliardo di anni. Ma, a causa dell'espansione dello spazio sia davanti che dietro di esso, se si prendono due punti nello spazio che erano a 1 miliardo di anni luce di distanza all'inizio del viaggio del fotone, e si avvia il fotone in uno di essi diretto verso l'altro, allora il il fotone non avrebbe raggiunto l'altro oggetto e sarebbe anche a più di 1 miliardo di anni luce dall'oggetto iniziale.
Il distanza fisica per un fotone che viaggia per 1 anno è di 1 anno luce, ma la distanza in coordinate di co-spostamento (“co-moving” con l'espansione dello spazio) sarà minore.
La distanza fisica (x) è correlata alla distanza in coordinate mobili (r) da x=a (t) r. Quindi la distanza fisica infinitesimale è dx=a (t) dr. In un universo in espansione, a (t) è una funzione crescente.
Dalla metrica FLRW, per una geodetica nulla abbiamo dx=c dt. Quindi combinando questo con la relazione tra x e r, abbiamo che dr=(c / a (t)) dt. La distanza totale in movimento percorsa è quindi solo l'integrale di (c / a (t)) dt tra il tempo iniziale e quello finale. E le coordinate sono scalate in modo tale che a (ora)=1 e a (t) sia una funzione crescente. Quindi, se il fotone parte da un punto distante “adesso”, quando arriva qui, a (t) sarà maggiore di 1. In altre parole, le distanze fisiche tra i punti saranno maggiori di quanto fossero quando il fotone se ne andò .