Calculadora de expansión del universo

La expansión cósmica describe el aumento de las distancias entre regiones muy separadas que no están ligadas gravitacionalmente. El corrimiento al rojo z indica cuánto se ha estirado la longitud de onda de un fotón desde su emisión, mientras que el factor de escala en ese momento es a = 1/(1 + z). La constante de Hubble H₀ expresa la tasa actual de expansión en kilómetros por segundo por megapársec. No significa que todos los objetos vuelen por un espacio estático a una velocidad proporcional a la distancia: en cosmología evoluciona la geometría del espacio, y los sistemas cercanos ligados no participan igual en la expansión. Esta calculadora usa un modelo plano con materia y energía oscura. Para un corrimiento al rojo dado, la tasa es H(z) = H₀√[Ωm(1 + z)³ + ΩΛ]. La materia cobra mayor importancia dinámica hacia el pasado porque su densidad varía con el inverso del cubo del factor de escala, mientras que una constante cosmológica mantiene su densidad. Como valores ilustrativos actuales se suelen usar Ωm cerca de 0.3 y ΩΛ cerca de 0.7. Se omiten radiación y curvatura, por lo que el modelo resulta más útil a corrimientos moderados y con parámetros compatibles con un universo aproximadamente plano. La distancia en un universo en expansión tiene varias definiciones. La distancia comóvil en la línea de visión conserva la separación de coordenadas referida al presente y se calcula multiplicando c/H₀ por la integral numérica de 1/E(z). Esta página evalúa la integral con la regla de Simpson. La distancia de luminosidad es (1 + z) veces la distancia comóvil y relaciona la luminosidad intrínseca con el flujo observado. La distancia de diámetro angular, no mostrada aquí, divide la comóvil por (1 + z). Estas distancias solo coinciden aproximadamente para fuentes cercanas, así que es esencial elegir la definición adecuada a la observación. El tiempo retrospectivo se muestra como referencia porque calcularlo de forma independiente requiere otra integral cosmológica y supuestos sobre todos los componentes energéticos. Permite anotar un ejemplo o comparar una edad estimada externamente con las distancias. La herramienta es educativa, no un sistema de cosmología de precisión. Los estudios a gran corrimiento deben incluir radiación, neutrinos, curvatura cuando corresponda, covarianza de parámetros y métodos numéricos rigurosos. La investigación publicada también distingue cuidadosamente distancias propias, comóviles, de luminosidad y angulares. Para analizar observaciones, usa parámetros actuales de sondeos, bibliotecas cosmológicas consolidadas, propagación de incertidumbres y métodos revisados por pares, en lugar de tratar un resultado aislado como una medición.