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A partir del Corrimiento al Rojo calcula la Edad y la Distancia de las Galaxias

Creada24-10-2016
Modificada26-10-2016
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Diciembre5

Calculadora del Corrimiento al Rojo

A partir del valor z del corrimiento al rojo de la luz de una galaxia, esta herramienta calcula el tiempo que la luz lleva viajando, la distancia que ha recorrido y varios datos más sobre la galaxia de la que procede la luz. 

Introduzca el valor de z:

La luz fue emitida XX Ma después del Big Bang, desde XX Mal de Distancia y ha viajado durante XX Ma hasta hoy.

En aquel momento la Tasa de Expansión de Hubble era XX Km/s·Mal (= XX Km/s·Mpc) y la Fuente Luminosa se alejaba a XX Km/s, XX veces la Velocidad de la Luz. Actualmente se encuentra a XX Mal de distancia.

Una Galaxia de Kal se vería con un ángulo de XX.

Una Supernova 1a se vería con una magnitud de XX.

Trayectoria de la Luz durante
la Expansión del Universo

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Aviso Importante

Las fórmulas para realizar estos cálculos están basadas en La Teoría de la Gran Onda que llevo desarrollando desde hace bastante tiempo.

NO ES el método asumido por el Modelo Estándar actualmente aceptado por la Ciencia Oficial.

En mi opinión la Ciencia Oficial se basa en un modelo equivocado, y al no encajar las observaciones con las deducciones han elaborado teorías cada vez más complejas y enrevesadas para forzarlas a que encajen. La Teoría de la Gran Onda es más sencilla de explicar y entender y se pueden utilizar razonamientos geométricos y matemáticos bastante simples para llegar a deducciones que se ajustan bastante bien a las observaciones.

Puedo estar equivocado en mis teorías, pero hasta ahora no he encontrado ningún argumento de las refute y, al contrario, he podido deducir varios hechos que posteriormente han sido verificados por las observaciones de la Ciencia Oficial.

Si usáis esta herramienta tened en cuenta que algunos de los resultados difieren bastante de los conseguidos por la Ciencia Oficial.

¿Quién tiene razón? De momento estoy bastante convencido de que yo, pero sólo el tiempo podrá confirmar o refutar si esta teoría es correcta.

Si queréis conocer cómo funciona el Universo según esta teoría, leed La Ciencia de la Gran Onda

Explicación del Corrimiento al Rojo

Las estrellas y galaxias emiten ondas luminosas en un amplio espectro.

Líneas de FraunhoferEste espectro contiene una serie de líneas negras, llamadas Líneas de Fraunhofer, que nos indican los elementos que han generado o absorbido esa luz. Las posiciones de esas líneas permiten identificar los elementos que componen la estrella que ha emitido esa luz.

Cuando recibimos la luz de las estrellas podemos localizar esas líneas, y habitualmente no están en el lugar y en el color que les corresponde, sino que suelen estar desplazadas hacia el extremo Rojo del espectro. En estrellas y galaxias cercanas el desplazamiento puede ser hacia el Azul, pero en todas, TODAS, las estrellas y galaxias más lejanas, el corrimiento siempre es hacia el Rojo.

El Corrimiento al Rojo tiene DOS posibles explicaciones: O la estrella que emitió la luz se está alejando de nosotros o la onda se ha expandido, alargado, durante su viaje.

En distancias cortas es bastante probable que sea el primer caso, la estrella se está desplazando, bien acercándose a nosotros, en cuyo caso observaremos las líneas de Fraunhofer desplazadas hacia el Azul, o bien alejándose, en cuyo caso estarán desplazadas hacia el Rojo.

Pero en distancias largas todas las estrellas y galaxias muestran corrimiento al Rojo, y mientras más distantes de forma más acusada.

Puede ser que las estrellas y galaxias se desplacen con movimientos propios, pero sólo a velocidades relativamente moderadas. El Sol se desplaza a unos 225 Km/s alrededor de la Vía Láctea. Esta misma se desplaza a unos 300 Km/s en dirección a Andrómeda. Pero siempre son velocidades cortas, en muy pocos casos mayores de dos o tres milésimas de la velocidad de la Luz, 600 ó 900 Km/s.

Pero si observamos galaxias muy lejanas e intentamos aplicar este razonamiento llegamos a la conclusión de que esas galaxias se están desplazando mucho más rápido, en ocasiones hasta más rápido que la luz.

Queda la segunda explicación: Las ondas que viajan por el espacio se alargan durante su recorrido.

Corrimiento al Rojo en el Universo en Expansión

El Universo se está expandiendo, se hace cada vez más grande. Conforme se expande, la distancia entre dos puntos del universo, que no estén sujetos por fuerzas mutuas, también se expande, y en la misma proporción.

En una onda luminosa no hay ninguna fuerza que mantenga a una distancia determinada las crestas de la onda, por tanto, si las distancias en el Universo se expanden, la distancia entre las crestas de las ondas también lo hacen, y en la misma proporción.

Si el Universo, desde 10 Ga dBB (Giga·años después del Big Bang) se ha expandido hasta hoy, 13'8 Ga dBB en un 38%, todos los rayos de luz y ondas luminosas que lleven ese tiempo viajando se habrán expandido en la misma proporción, un 38%.

Así que si captamos una onda luminosa, localizamos sus líneas de absorción e identificamos los elementos que emitieron esa luz sabremos que la onda debería medir, por ejemplo, UN Metro. Y la hemos recibido con una longitud de 1'38 metros.

Y de ahí podemos deducir que la luz lleva viajando desde 10 Ga dBB.

Las Fórmulas del Corrimiento al Rojo

Los astrónomos han observado que una onda que es emitida con una Longitud Inicial Li llega hasta nosotros con una Longitud Final Lf. Para sistematizar sus observaciones han definido el parámetro z que permite indicar el Corrimiento al Rojo de una forma estándar.

Lf = Li + Li * z
de donde z = Lf / Li -1

Mientras se piense que el Corrimiento al Rojo es debido al alejamiento de las galaxias, dado que éstas no pueden desplazarse más rápido que la Luz, el valor de z nunca podrá ser mayor ni igual que 1.

Pero si pensamos que es debido al alargamiento de las ondas por la Expansión del Universo, entonces el factor z nos permite calcular, exactamente, en qué proporción se ha expandido la onda, que es la misma proporción en que se ha expandido el Universo. Y su valor puede ser mayor de 1, o de 10, o cualquier cantidad mayor (hasta un cierto límite que ya expondré y explicaré).

Así, podemos establecer una Regla de Tres muy sencilla:

Una Onda de Longitud Li se ha expandido hasta Li+Li*z tanto 
como el Universo se ha expandido de un tamaño Ti al actual Tf

La proporción es la misma para cualquier Longitud Inicial, así que, con el fin de simplificar los cálculos, la primera expresión la podemos poner como

Una Onda de Longitud 1 se ha expandido hasta 1+z

Y como el Tamaño del Universo guarda una relación directa con su Edad, podemos exponerlo de una forma aún más sencilla y útil.

Una Onda de Longitud 1 se ha expandido hasta 1+z tanto como
la Edad del Universo ha aumentado de Ei hasta Hoy, 13.800 Ma

De donde tendremos que Edad de un rayo de luz a partir del Corrimiento al Rojo

Y así podemos calcular, a partir del Corrimiento al Rojo, la Edad Inicial del Universo cuando la luz de una galaxia fue emitida.

La Fórmula de la Distancia Inicial

¿A qué distancia de nosotros se encontraba esa galaxia en esa fecha?

Si tenemos en cuenta que Nuestro Universo es una Hiperesfera 4D que se está expandiendo de la misma forma que una onda 1D se expande en la superficie 2D de un estanque, los movimientos de un rayo de luz son la suma de dos movimientos, uno a lo largo de la onda y el otro conforme la onda se expande.

En ambos casos la velocidad es c, y eso significa que el recorrido de un rayo de luz puede ser considerado y tratado como una espiral logarítmica de 45º.

Gracias a la ayuda de los miembros del Foro del Rincón Matemático, en 2.014 conseguí la siguiente fórmula:

e2·PI·tan(a)

que indica en qué proporción aumenta el radio de una espiral logarítmica de una vuelta a la siguiente, dependiendo del ángulo de la espiral con la perpendicular al radio de la misma.

Aplicándola a la Teoría del Universo Onda conseguí desarrollarla hasta obtener la siguiente fórmula:

Ef = Ei · eDi/Ei

que, a partir de la Edad Inicial del Universo cuando parte un rayo de luz en dirección a una galaxia situada a una Distancia Inicial Di, permite calcular la Edad Final del Universo cuando el rayo la alcance, teniendo en cuenta que a causa de la Expansión del Universo se está alejando de nosotros. No importa lo lejos que esté, ni que la Expansión del Universo haga que la galaxia de destino se aleje de nosotros más rápido que la luz.

A partir de esa fórmula podemos despejar Di, lo que nos dará

Di = Loge(Ef/Ei) * Ei

teniendo en cuenta que la Edad Final Ef es ahora, 13.800 Ma dBB.

Y esa será la Distancia Inicial a la que se encontraba la Galaxia de nosotros en el momento en que emitió la luz que acabamos de captar.

Otras Fórmulas de la Expansión del Universo

Para calcular la Distancia Actual se vuelve a aplicar una simple Regla de Tres.

La Edad Inicial Ei ha aumentado hasta Hoy, 13.800 Ga, tanto como
la Distancia Inicial Di ha aumentado hasta la Distancia Actual, Df.

De donde tendremos que la Distancia Actual Df = Di * 13.800 / Ei

La Tasa de Expansión de Hubble se calcula con H=c/R, siendo c la velocidad de la luz y R el Radio de la onda que es nuestro universo. Como el Radio es numéricamente igual a la Edad del Universo, tendremos que la Tasa de Expansión de Hubble en el momento en que la luz fue emitida es de H=c/Ri. (Ver La Constante de Hubble

Y la Velocidad de Recesión de la galaxia en la fecha en la que emitió la luz es igual a V=H*Di.

Para valores de z mayores de 1'72, la Velocidad de Recesión es mayor que c, es decir, que la galaxia se aleja (se alejaba y aún se sigue alejando) de nosotros a una velocidad mayor que la de la luz. A pesar de lo cual su luz nos alcanza.

En realidad ya hace más de 20 años que llegué a la conclusión de que aunque una galaxia se aleje de nosotros más rápido que la luz, un rayo de luz que enviemos en su dirección podrá alcanzarla. Aún sin conocer estas fórmulas desarrollé un razonamiento geométrico que me confirmaba ese hecho (Ver El Horizonte Visible del Universo). Cuando en 2.014 conseguí la fórmula de la Espiral Logarítmica, pude comprobar que los cálculos muy pedestres que había hecho anteriormente se ajustaban muy bien a los resultados de la fórmula y con ella pude programar una Calculadora de Viajes Intergalácticos para que podáis saber lo que tardaréis en llegar a cualquier galaxia del Universo, aunque esté en el extremo opuesto, alejándose 3 veces más rápido que la luz.

El Tamaño Aparente de las Galaxias

A partir de La Teoría de la Gran Onda se pueden hacer una serie de deduciones y cálculos con bastante sencillez. Y una de las deducciones más sorprendentes es que a partir de cierta distancia las galaxias se verán más grandes mientras más lejos estén.

Ángulo Visual según la DistanciaEn nuestra experiencia cotidiana, mientras más lejos esté un objeto más pequeño lo veremos. Con las galaxias ocurre lo mismo, mientras más lejanas están más pequeñas se ven.

Pero el Universo no es plano, sino curvo, es como la superficie de un planeta, pero no de tres dimensiones sino de cuatro. Y nosotros estamos en la superficie.

Si quisiéramos medir nuestra casa podríamos usar la Geometría Plana. Pero para medir un continente debemos usar la Geometría Esférica.

Y según la Geometría Esférica, las galaxias más lejanas se verán cada vez más pequeñas, hasta llegar al ecuador (suponiendo que nosotros estamos en el polo). Desde ahí se verán cada vez más grandes hasta llegar al extremo opuesto del Universo.

Una galaxia como la Vía Láctea, de 100 Kal de diámetro, se verá en un telescopio cada vez más pequeña hasta llegar a 21 Gal, momento en el que tendrá un tamaño angular de 1'5 segundos de arco. Y es lo más pequeña que se puede llegar a ver. A partir de esa distancia, mientras más lejos esté, la veremos cada vez más grande.

Podéis encontrar todo esto mejor explicado en El Tamaño Aparente de las Galaxias

La Magnitud de las Supernovas 1a

Las Supernovas de tipo 1a tienen la particularidad de que estallan siempre con el mismo tamaño y con la misma intensidad. Si vemos que una SN-1a brilla más que otra es porque está más cerca. Midiendo con precisión la intensidad del brillo podremos saber exactamente a qué distancia está.

Para hacer estos cálculos, los astrofísicos usan la Ley de la Inversa del Cuadrado de la Distancia, que funciona correctamente... salvo en distancias mayores de unos 100 Mal.

De forma MUY resumida es por dos motivos: 

  1. El Universo no es plano, sino curvo. Es como la superficie de la Tierra, si viajamos en línea recta al Norte, al Sur, al Este o al Oeste, llegaremos a las antípodas. Y si seguimos viajando volveremos al punto de partida desde la dirección opuesta.
    Y si el Universo es curvo, una estrella a 100 Mal brillará más que si el Universo fuera plano.
  2. El Universo se está expandiendo. Si un rayo de luz viaja durante 100 Ma, en ese tiempo el Universo se ha seguido expandiendo, y el rayo de luz se habrá visto 'empujado' alcanzando una distancia mayor de 100 Mal. Y si los fotones emitidos por una estrella se reparten en una esfera mayor, su brillo será menor que si el Universo no se estuviera expandiendo.

Tal vez sean dos explicaciones demasiado resumidas, pero podeis encontrar una explicación más detallada en El Brillo de las Supernovas 1a.

Por la Curvatura del Espacio, las galaxias brillan más que en un Universo Plano a la misma distancia. Hasta 100 Mal, la diferencia es de menos del 1%, pero a 1 Gal ya es de más del 3%, y a 10 Gal es del 46%.

El resultado que expongo en esta página tiene en cuenta esas dos desviaciones y calcula cuál sería la magnitud del brillo de una Supernova 1a que estallara en la galaxia observada.

Perdón por la interrupción

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