De los dos escenarios, que ocurrirán primero, las estrellas en el universo se expandirán tanto que en ningún punto del universo podrás ver otra estrella, o primero se extinguirán debido a la entropía natural del universo ?

Answer 1

Nuestra galaxia siempre permanecerá intacta, las estrellas que vemos en el cielo no se expandirán de la vista; las estrellas simplemente morirán en su lugar.

Si miras las estrellas que nos rodean, no ves que todas se alejan de nosotros. Es solo cuando miras a las galaxias que ves la expansión del universo. (E incluso algunas de las galaxias cercanas, como Andrómeda, se están moviendo * hacia nosotros *). Así que en escalas pequeñas (por ejemplo, dentro de una galaxia), las fuerzas gravitacionales normales son mucho más importantes que la expansión del universo. ¿Pero cómo cuantificamos esto? El universo ya se está expandiendo a una velocidad casi exponencial [1]; ¿Podrá la fuerza gravitatoria de nuestra galaxia mantenerse al día?

Es una cuestión de escalas de tiempo. ¿Se expande el universo más rápido de lo que nuestra galaxia puede recaer sobre sí misma?

Si resolvemos las ecuaciones de Friedmann [1] para la expansión de un universo dominado por la energía oscura (que es cierto hoy, y se volverá cada vez más cierto en el futuro), obtendremos que las escalas de longitud se duplicarán cada 10 mil millones de años . (Para referencia, el universo observable tiene actualmente 14 mil millones de años; las cosas se expandieron más rápido en el pasado).

De manera ingenua, uno podría predecir que Alpha Centauri A (una de las estrellas más cercanas) pasará de 4 años luz de distancia, a 8 años luz de distancia en ese tiempo. Pero en realidad, el sol y todas las demás estrellas se moverán unas respecto a otras durante ese tiempo. La galaxia entera seguirá haciendo lo suyo durante ese tiempo.

La forma en que describimos la rapidez con la que una galaxia puede responder es por su tiempo dinámico [2]. Básicamente, se trata de estimaciones: “si haces un pequeño cambio en una galaxia, cuánto tiempo se tarda en volver a la normalidad” . Para la masa de la Vía Láctea de 10 ^ 12 masas solares y un radio de 600,000 años luz [3], obtenemos un tiempo dinámico de 1 billón de años (o incluso más rápido cuando te acercas al centro de la Vía Láctea, más cerca de donde está el sol es).

Entonces, sí, el universo se expandirá exponencialmente rápido, pero la Vía Láctea siempre seguirá estableciéndose a su tamaño actual a una velocidad ~ 10 veces más rápida. Las galaxias distantes se volverán distantes y débiles, pero siempre habrá estrellas cercanas (al menos hasta que mueran).

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[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Fr…. Desea la “primera” ecuación de Friedmann, resuelta para un universo con densidad constante en todo momento
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Fr… (a veces también se denomina tiempo de caída libre )
[3] http://arxiv.org/abs/astro-ph/06…, aunque los números precisos no son importantes