Jak wszechświat może być nieskończony?

Słyszałem od uznanych astrofizyków, że nie wiemy jeszcze, czy Wszechświat jest nieskończony. Jak to możliwe, jeśli chodzi o teorię Wielkiego Wybuchu (jak wszyscy oni)? Czy odnoszą się do istnienia innych Wszechświatów, kiedy mówią, że może być nieskończony, czy co?

Mam na myśli to, że nawet jeśli jest w stanie się rozszerzać, jeśli wszystko powstało w czasie Wielkiego Wybuchu, jak ta przestrzeń może stać się nieskończona w skończonym czasie - epoce wszechświata.

W standardowym modelu Wielkiego Wybuchu ΛCDM wszechświat jest nieskończony i zawsze taki był. Osobliwość Wielkiego Wybuchu miała miejsce wszędzie , w tym sensie, że wystarczająco daleko wstecz w czasie gęstość zmienia się w nieskończoność w każdym miejscu.

Ale to tylko szczególny model - zakłada, że ​​wszechświat jest przestrzennie płaski i jest globalnie jednorodny i izotropowy. Istnieją rozszerzone modele, w których nie jest on dokładnie płaski, a zatem może być skończony, nawet jeśli nadal jest jednorodny i izotropowy (jeśli krzywizna jest nawet nieznacznie dodatnia). I oczywiście nie wiemy, czy jest on jednorodny i izotropowy w skalach znacznie większych niż w rzeczywistości. Niektóre modele inflacyjne sugerują, że tak nie jest.

Aby wyjaśnić: model ΛCDM wykorzystuje założone przestrzennie płaskie rozwiązanie FLRW o ogólnej teorii względności, w którym przestrzeń jest przestrzenią Euclidean Przestrzeń Euclidean jest jedyną płaską jednorodną i izotropową kolektorem, więc nie ma sposobu, aby to zrobić skończone bez naruszenia co najmniej jednego z tych założeń modelowania (np. płaski torus może mieć tę samą formę dla metryki, ale nie byłby globalnie izotropowy).$3$$3$$3$

Myślę, że źródłem nieporozumień między tymi dwoma pojęciami - osobliwości Big Bang i nieskończonego wszechświata - jest to błędne przekonanie, że wszechświat rozpoczął jako skończonej przestrzeni pierwotnie. To nieporozumienie łatwo wynika z analogii wykorzystujących dzisiejszą logikę i liczby, które nie miały zastosowania we wczesnym wszechświecie. Słyszałem na przykład, że krótko po Wielkim Wybuchu cały obserwowalny wszechświat był wielkości grejpfruta, ale to wyjaśnienie nie wspomina o tym, że grejpfruty byłyby wtedy znacznie większe.

Problem polega na tym, że przestrzeń jest miejscem, w którym możemy zmierzyć, jak duże jest coś, ale przestrzeń się rozszerza, więc coś, co jest obecnie w pewnej odległości, było dawno temu znacznie bliżej, nawet jeśli żaden obiekt nie poruszył się w normalnym znaczeniu. Jako analogia, aby pomóc zilustrować efekt:

Ty i ja stoimy na niedorzecznie dużym opróżnionym balonie. Odstawiasz drążek miernika, zaznaczasz balon na każdym końcu, a my stoimy na jednym znaku i jesteśmy teraz w odległości jednego metra. Potem włączam pompę i zaczynam pompować balon. W miarę nadmuchiwania balonu powierzchnia się rozciąga, a ty i ja wydajemy się oddalać od siebie, chociaż nie ruszamy się (np. Oddalamy od siebie): teraz mamy do rozważenia sprzeczne zestawy informacji; zgodnie ze znakami na powierzchni balonu jesteśmy nadal w odległości jednego metra od siebie, ale zgodnie z miernikiem w dłoni (który się nie rozszerza) odległość jest większa.

Zauważ, że chociaż nazwałem balon „niedorzecznie dużym”, mógł on być nieskończenie duży i nadal zachowywać się w ten sam sposób. Zwracam na to uwagę, ponieważ widziałem w komentarzach do innych odpowiedzi, że nie widzisz, jak przestrzeń może być zarówno nieskończona, jak i rozszerzająca się - że jeśli się rozszerza, to musi być wcześniej skończona. To nieprawda: w rzeczywistości, ponieważ nieskończoność jest cechą nieograniczoną, coś, co jest nieskończenie duże, zawsze może być większe, ponieważ z definicji nie ma górnej granicy jego wielkości.

Zauważ też, że jeśli zapisałeś wcześniejszą analogię w odwrotnej kolejności, wyglądałoby na to, że przestrzeń kurczy się tak, że odległość kilku metrów między nami zmniejsza się z czasem do jednego metra. Jeśli nadal będziesz zmniejszać wszechświat w taki sposób, ostatecznie stanie się tak, że będzie zeroodległość między nami. A jeśli zastosujesz to do scenariusza, w którym ludzie są nieskończenie rozmieszczeni w balonie, wszyscy zbliżą się do siebie, gdy balon się opuści, dopóki nie będzie zerowej odległości między dowolnymi dwoma osobami ... przynajmniej teoretycznie, ponieważ prawdziwe ludzie mają rozmiar. Energia i przestrzeń nie mają jednak rozmiaru, więc w punkcie Wielkiego Wybuchu przestrzeń była wciąż nieskończona (ponieważ przestrzeń nieskończona / nieograniczona nie może się skurczyć, by zostać skończona / ograniczona), ale odległość między dowolnymi dwoma punktami w przestrzeni wynosiła zero .

Gdybyś mógł cofnąć się w czasie do Wielkiego Wybuchu, zobaczyłbyś nieskończony ocean energii, ponieważ cała energia była „ramię w ramię” (nieskończenie gęsta), ale szybko się rozszerza (a zatem ochładza) do tego stopnia, że że mogą tworzyć się podstawowe cząsteczki, a następnie materia i cząsteczki. Oczywiście, ponieważ twój rozmiar zależałby od metryki przestrzeni, niekoniecznie wyglądałoby na to, że przestrzeń się rozszerza, ale po prostu jakby energia i materia stygły. W rzeczywistości nadal postrzegamy to jako efekt przestrzennej ekspansji podczas przesunięcia ku czerwieni światła z odległych źródeł: światło „ochładza się” lub traci energię po drodze, ponieważ jest rozciągane podczas podróży przez przestrzeń.

Wiadomo, że wszechświat, który widzimy w naszych teleskopach, jest mniejszy niż cały wszechświat. Ponieważ nie widzimy, co znajduje się poza wizualną krawędzią, nie możemy ustalić, czy wszechświat jest nieskończony czy skończony.

„Jak” wszechświat może być nieskończony? Wnioskuję więc, że musi istnieć swego rodzaju „procedura”, aby uczynić ją nieskończoną.

Przestrzeń może istnieć sama bez niczego. Próżnia, przestrzeń międzygalaktyczna, ogromne pustki widoczne na mapach struktur na dużą skalę są przykładami.

Oznacza to, bez względu na to, jak bardzo wszechświat się rozszerza, przestrzeń nie może się rozpaść jak atomy. Można powiedzieć, że nie ma modułu sprężystości. Można to wykorzystać jako podstawową przesłankę do wyjaśnienia, w jaki sposób może istnieć nieskończony wszechświat.

Alternatywnie, teorie kosmicznej topologii są zgodne z przewidywaniami, że gęstość materii naszego wszechświata jest bardzo bliska 1, co wskazuje na wszechświat rozszerzający się na zawsze. (patrz http://www.scholarpedia.org/article/Cosmic_Topology#fabre:2013 )

Nie może być nieskończony w skończonym czasie, ponieważ czas jest przestrzenią, a czas jest mniej więcej taki sam. Są jednym bytem zwanym czasoprzestrzenią.

Byłoby fajnie, gdyby Hubble zobaczył drogowskaz z napisem: „proszę nie wychodźcie poza ten punkt, to jest krawędź wszechświata”. może nawet ściana lub balustrada.

Jak wszechświat może być nieskończony? nieskończony rozmiar, nieskończony wiek, nieskończenie małe konstrukcje kwantowe? Główny problem, jaki mamy z nieskończonością, polega na tym, że sprzeciwia się ona ludzkiemu zrozumieniu.

Równania sferyczne i kołowe przenikają wszechświat: gwiazdy, CMB, orbity planet i księżyców, atomy, fotony, Pi, wszystkie mogą używać równań sinus-cosinus. Rotacje są nieskończone. Pi i sinus-cosinus są nieskończone.

Jeśli kosmos składa się z nieskończonych funkcji matematycznych, dlaczego nie miałby być nieskończony?

Ile kątów ma przestrzeń? nieskończoność. jak długo obraca się galaktyka? wieczność. Kręgi momentu pędu przechodzą w ad-eternum. rotacje są nieskończone.

Dlaczego miałoby istnieć ograniczenie przestrzenne do nieskończenie dużej lub nieskończenie małej przestrzeni? Ponieważ przeczy ludzkiemu zrozumieniu? to nie jest wystarczający powód.

Wszystko w znanym wszechświecie zależy od matematycznych zasad, które są nieskończone, liczby są nieskończone, kąty są nieskończone, ogólnie sinus-cosinus, obiekty liniowe, kołowe i sferyczne mają nieskończone obroty.

Zestaw mandelbrota jest nieskończony. Jest to znacznie prostsze równanie niż obiekty wszechświata i jest nieskończone. Zachęcam więc do studiowania mandelbrota i zadaję sobie pytanie: jak to może być nieskończone? Wtedy będziesz miał pewną przewagę, aby zastosować to badanie do obiektów wszechświata.

Dziwna rzecz łączy nieskończenie duże i małe obiekty we wszechświecie: osobliwości Czarnej Dziury składają się prawie całkowicie z opisów matematycznych sinus-cosinus, ale zatrzymują miliony słońc atomów w przestrzeni wielkości monety pieniężnej lub płyty CD lub nanometr, wszystko wewnątrz dysku sinus-cosinus, który jest zjawiskiem kołowym o wadze miliardów gwiazd. Jeśli słońca mogą zmieścić się w koszykówce, a może i atomach, jak możemy ocenić, co jest duże, a co małe? Jeśli bardzo duże rzeczy odradzają się do bardzo małych i ponownie stają się bardzo duże, to przypomina trochę koło życia i oznacza, że ​​jesteś centrum wszechświata, co jest dobrym uczuciem. Atomy i gwiazdy nie mają znaczenia w porównaniu z tobą.