Calculadora de corrimiento al rojo cosmológico

El corrimiento al rojo cosmológico suele describirse como un efecto Doppler, pero es más sutil. Una galaxia no se mueve a través del espacio — es el espacio entre ella y nosotros el que se estira. La longitud de onda del fotón crece proporcionalmente al factor de escala a(t) mientras el fotón viaja. A z bajo, la distinción es académica (ambos dan v ≈ H₀d), pero a z > 1 la velocidad de recesión supera c — imposible para un movimiento ordinario, pero coherente con un espacio en expansión. El límite de velocidad de la relatividad especial se aplica al movimiento a través del espacio-tiempo, no a la expansión del propio espacio-tiempo. Esto también implica que existe un horizonte de partículas: las galaxias situadas más allá de unos 46 mil millones de años luz se alejan hoy más rápido que c y quedan para siempre fuera de nuestro alcance observacional, aunque todavía podamos ver la luz antigua que emitieron cuando el universo era más pequeño.

La luz de una galaxia lejana llega con sus longitudes de onda estiradas hacia el rojo. Divide la longitud de onda observada entre la emitida, resta 1 y obtienes z. Cuanto mayor es z, más tiempo lleva viajando la luz, así que z es a la vez el reloj y la regla del cosmos. Con z = 1 la luz salió de su galaxia hace unos 8 mil millones de años, cuando el universo tenía la mitad de su tamaño actual (factor de escala a = 1/(1+z) = 0.5).

La expansión estira cada longitud de onda en un factor (1+z), pero estira la duración de los sucesos en ese mismo factor. Una supernova de tipo Ia con z = 1 se observa brillar y apagarse a lo largo del doble de días que una idéntica cercana. Se midió justo ese estiramiento, lo que descartó la vieja idea de la 'luz cansada': solo una expansión real frena el reloj además de enrojecer la luz.