Quanto ci vorrà prima di non vedere stelle di altre galassie?

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Poiché tutte le galassie si stanno allontanando l'una dall'altra a una velocità sempre maggiore, alla fine non saremo in grado di vedere le stelle di altre galassie. Quanto tempo fino a quando non riusciamo a vedere le stelle di altre galassie?

galaxy

— Ricco
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Con i telescopi sempre migliori, la domanda dovrebbe essere "per quanto tempo potremo vedere le stelle in altre galassie" ...

— Mr Lister,

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Prima di tutto, non possiamo vedere le stelle di altre galassie (con alcune eccezioni, ad esempio le stelle variabili Cefeidi vengono regolarmente utilizzate per determinare le distanze dalle galassie vicine). Allo stato attuale, possiamo vedere solo le stelle della nostra Via Lattea (in cui includo le grandi e piccole nuvole di Magellano). A parte le supernove di tipo Ia, potrebbe essere possibile vedere le variabili Cefeidi nella galassia di Andromeda, ma quasi sicuramente non è possibile.

Il numero rilevante quando si tratta della distanza che si potrebbe vedere nell'universo è la distanza che si avvicina all'orizzonte cosmologico. Questo orizzonte definisce il confine tra ciò che può essere visto e ciò che non può essere visto, semplicemente perché l'universo non è abbastanza vecchio per le particelle che hanno viaggiato così lontano (sì, anche alla velocità della luce; in effetti, se stiamo parlando di ciò che possiamo osservare , il fotone è la particella che ci interessa).

La definizione della distanza di arrivo è:

χ = \frac{c}{H_{0}} \int_{z = 0}^{z = z_{H o r}} \frac{d z^{^{'}}}{E (z^{^{'}})}

$\chi = \frac{c}{H_{0}} \int_{z=0}^{z=z_{Hor}} \frac{dz^{'}}{E(z^{'})}$

dove la funzione Contiene la tua scelta di cosmologia (quanto segue è solo per gli universi piatti):

E (z^{^{'}})

$E(z^{'})$

E (z^{^{'}}) = \sqrt{Ω_{γ} (1 + z)^{4} + Ω_{m} (1 + z)^{3} + Ω_{Λ}}

$E(z^{'}) = \sqrt{ \Omega_{\gamma} (1+z)^{4} + \Omega_{m} (1+z)^{3} + \Omega_{\Lambda} }$

Questa distanza può essere estrapolata nel futuro (data la tua scelta di cosmologia) e alla fine ti dirà quale distanza raggiungerà asintoticamente la distanza dall'orizzonte degli eventi cosmologici . Questa è la distanza alla quale nessun oggetto oltre potrebbe mai entrare in contatto causale con te.

Un altro modo più semplice per calcolare l'orizzonte delle particelle è calcolare il tempo conforme che è passato dall'inizio dell'universo e moltiplicarlo per la velocità della luce , dove il tempo conforme è definito nel modo seguente: $c$

η = \int_{0}^{t} \frac{d t^{^{'}}}{un' (t^{^{'}})}

$\eta = \int_{0}^{t} \frac{dt^{'}}{a(t^{'})}$

dove È il fattore di scala dell'universo e la sua relazione con il tempo dipende specificamente dalla tua scelta di cosmologia. Ancora una volta, se si desidera il valore ultimo di questo orizzonte, è necessario integrarlo all'infinito. $a(t^{'})$

SOMMARIO : Sto facendo fatica a trovare il numero esatto della dimensione in avvicinamento dell'orizzonte degli eventi cosmologici, anche se continuerò a cercare. Se non riesco a trovarlo, suppongo che dovrò fare il calcolo quando avrò del tempo libero. Quasi certamente è più grande delle dimensioni del gruppo locale di galassie, rendendo il nostro cielo notturno in gran parte al sicuro dal destino dell'universo. Qualunque cosa oltre questo orizzonte, tuttavia, diventerà monotonicamente più debole e più rossa. Penso anche che raggiunga asintoticamente un certo valore, piuttosto che alla fine aumentare in modo continuo o decrescente ha superato un certo momento. Dovrò tornare da te su questo.

Ecco una bella recensione delle misurazioni della distanza in cosmologia.

— astromax
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Grazie per la risposta dettagliata! Riguardo al fatto di non essere in grado di vedere le stelle di altre galassie, ne parli in modo specifico a occhio nudo o anche usando i telescopi?

— Ricco il

@Rich Anche con i telescopi penso che avresti un tempo quasi impossibile per risolvere le singole stelle anche nella galassia di Andromeda (la grande galassia a spirale vicina al MW). Cefeidi e supernove sono l'eccezione, però.

— astromax,

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Nella maggior parte dei casi i gruppi di galassie si allontanano l'uno dall'altro. L'attrazione gravitazionale tra le galassie è di solito sufficiente nei cluster concentrati per superare l'espansione cosmologica. La Via Lattea e Andromeda, entrambe le più grandi galassie del gruppo locale, il cui gruppo di cui facciamo parte, sono abbastanza vicine e massicce da superare questa espansione. Pertanto non perderemo mai di vista le stelle nella galassia di Andromeda finché le stelle al suo interno non muoiono e / o svaniscono, in circa 10 miliardi di anni. Tuttavia, se stai parlando di singole stelle, non della luce stellare collettiva delle stelle in una determinata galassia, allora la risposta è che non possiamo ancora!

— christopherlovell
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Poiché si prevede che la Galassia di Andromeda si scontrerà (o si fonderà molto lentamente) con la Via Lattea in circa 4 miliardi di anni, possiamo aspettarci di vedere stelle di altre galassie fino ad allora. Tuttavia, alla fine sarà una galassia, quindi è un problema di definizione.

Alcuni fatti: l'Andromeda si sta muovendo verso la Via Lattea ad una velocità di circa 110 km / s (68 mi / s). Anche il resto del gruppo locale è destinato a questo destino.

Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Andromeda-Milky_Way_collision

— Aryaman
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