Как вселенная может быть бесконечной?

Я слышал от известных астрофизиков, что мы еще не знаем, бесконечна ли Вселенная. Как это возможно в отношении теории большого взрыва (как они все делают)? Имеют ли они в виду существование других вселенных, когда говорят, что оно может быть бесконечным или как?

Я имею в виду, даже если оно способно расширяться, если все возникло в результате большого взрыва, как это пространство может стать бесконечным за конечное время - эпоху вселенной.

В стандартной модели большого взрыва ΛCDM вселенная бесконечна и всегда была таковой. Сингулярность Большого взрыва происходила повсюду , в том смысле, что достаточно далеко во времени плотность расходится к бесконечности в каждом месте.

Но это всего лишь конкретная модель - она ​​предполагает, что Вселенная, если она пространственно плоская, глобально однородна и изотропна. Существуют расширенные модели, в которых он не совсем плоский, и поэтому может быть конечным, даже если он все еще однороден и изотропен (если кривизна даже слегка положительна). И, конечно же, мы на самом деле не знаем , является ли он гомогенным и изотропным в масштабах, гораздо больших, чем мы на самом деле видим. Некоторые инфляционные модели подразумевают, что это не так.

$3$$3$$3$

Я думаю , что источник путаницы между этими двумя понятиями - сингулярностью Больших Взрыва и бесконечной Вселенной - это неправильное представление о том , что Вселенная началась как конечный простор первоначально. Это неправильное представление легко возникает из аналогий с использованием современной логики и чисел, которые не были применимы в ранней вселенной. Например, я слышал, что вскоре после Большого взрыва вся наблюдаемая вселенная была размером с грейпфрут, но в этом объяснении не упоминается, что грейпфруты были бы тогда намного больше.

Проблема в том, что пространство - это место, где мы можем измерить размер чего-либо, но пространство расширяется, поэтому нечто, находящееся на определенном расстоянии в настоящее время, было намного ближе давным-давно, даже если ни один объект не двигался в обычном смысле. В качестве аналогии, чтобы помочь проиллюстрировать эффект:

Мы с тобой стоим на нелепо большом спущенном воздушном шаре. Вы устанавливаете метку, делаете отметки на воздушном шаре на каждом конце, и каждый из нас стоит на одной отметке и теперь находится на расстоянии одного метра. Затем я включаю насос и начинаю надувать воздушный шар. Когда воздушный шар надувается, поверхность растягивается, и вы и я, кажется, отдаляемся друг от друга, хотя мы не «движемся» (например, удаляемся друг от друга): теперь у нас есть противоречивые наборы информации, которые следует рассмотреть; в соответствии с отметками на поверхности воздушного шара мы все еще на расстоянии одного метра, но согласно метке в вашей руке (которая не расширяется) расстояние больше, чем это.

Обратите внимание, что хотя я и назвал воздушный шар «нелепо большим», он мог быть бесконечно большим и при этом вести себя так же. Я подчеркиваю это, потому что я видел в комментариях к другим ответам, что вы не видите, как пространство может быть как бесконечным, так и расширяющимся - что если оно расширяется, то оно должно быть ранее конечным. Это неверно: на самом деле, поскольку бесконечность - это качество неограниченности, то, что бесконечно велико, всегда может стать больше, потому что по определению не существует верхней границы его размера.

Также обратите внимание, что если вы записали предыдущую аналогию в обратном порядке, может показаться, что пространство сокращается так, что расстояние между нами на несколько метров со временем уменьшается до одного метра. Если вы продолжите сокращать вселенную таким образом, это в конечном итоге станет причиной того, что есть нольрасстояние между нами. И если вы примените это к сценарию, где есть люди, бесконечно распределенные по всему воздушному шару, все они будут сближаться, когда воздушный шар спущен, пока не будет нулевого расстояния между любыми двумя людьми ... в теории, по крайней мере, так как реально люди имеют размер. Однако энергия и пространство не имеют размера, поэтому в момент Большого взрыва пространство все еще было бесконечным (поскольку бесконечное / неограниченное пространство не может сузиться до конечного / ограниченного размера), но расстояние между любыми двумя точками в пространстве было равно нулю. ,

Поэтому, если бы вы могли вернуться назад во время Большого взрыва, вы бы увидели бесконечный океан энергии, поскольку вся энергия была «плечом к плечу» (бесконечно плотной), но она быстро расширяется (и, следовательно, охлаждается) до точки что основные частицы могут образоваться, затем материя и молекулы. Конечно, поскольку ваш размер будет зависеть от метрики пространства, это не обязательно будет означать, что пространство расширяется, а просто, как энергия и вещество охлаждаются. Фактически мы все еще видим это как эффект пространственного расширения в красном смещении света от отдаленных источников: свет "остывает" или теряет энергию на этом пути, потому что он растягивается в своем путешествии в пространстве.

Известно, что вселенная, которую мы видим в наших телескопах, меньше, чем общая вселенная. Поскольку мы не можем видеть то, что находится за пределами визуального края, мы не можем определить, является ли вселенная бесконечной или конечной.

«Как» вселенная может быть бесконечной? Поэтому я делаю вывод, что должна быть какая-то «процедура», чтобы сделать ее бесконечной.

Пространство может существовать само по себе, не имея ничего. Вакуум, межгалактическое пространство, огромные пустоты, видимые на картах крупномасштабных структур, являются примерами.

Это означает, что независимо от того, насколько расширяется Вселенная, пространство не может распадаться на части, подобно атомам. Можно сказать, что у него нет модуля упругости. Можно использовать это в качестве основной предпосылки, чтобы объяснить, как может существовать бесконечная вселенная.

Альтернативно, теории космической топологии находятся в хорошем согласии с предсказаниями плотности материи нашей вселенной, очень близкой к 1, что указывает на расширение вселенной навсегда. (см. http://www.scholarpedia.org/article/Cosmic_Topology#fabre:2013 )

Оно не может быть бесконечным за конечное время, потому что время есть пространство, а время более или менее одинаково. Это одна сущность, называемая пространством-временем.

Было бы здорово, если бы Хаббл увидел указатель с надписью: «Пожалуйста, не выходите за пределы этой точки, это край вселенной». возможно даже стена или балюстрада.

Как вселенная может быть бесконечной? бесконечный размер, бесконечный век, бесконечно малые квантовые конструкции? Основная проблема, которую мы имеем с бесконечностью, заключается в том, что она не поддается пониманию человека.

Сферические и круговые уравнения пронизывают вселенную: звезды, CMB, орбиты планет и луны, атомы, фотоны, Pi - все они могут использовать уравнения синус-косинус. Вращения бесконечны. Пи и синус-косинус бесконечны.

Если космос состоит из бесконечных математических функций, почему бы ему не быть бесконечным?

Сколько углов у пространства? бесконечность. как долго вращается галактика? вечность. Круги углового момента идут по вечности. вращения бесконечны.

Почему должен быть пространственный предел бесконечно большому или бесконечно малому пространству? Потому что это не поддается человеческому пониманию? это не достаточно веская причина.

Все в известной вселенной зависит от математических принципов, которые бесконечны, числа бесконечны, углы бесконечны, как правило, синусоидальные, линейные, круглые и сферические объекты имеют бесконечные повороты.

Множество Мандельброта бесконечно. Это гораздо более простое уравнение, чем объекты вселенной, и оно бесконечно. Итак, я бы посоветовал вам изучить Мандельброта и спросить себя: как это может быть бесконечным? Тогда у вас будет некоторое преимущество, чтобы применить это исследование к объектам вселенной.

Есть любопытная вещь, которая связывает бесконечно большие и маленькие объекты во вселенной: особенности Черных дыр почти полностью состоят из описаний математики синус-косинус, но они удерживают миллионы солнц в пространстве размером с денежную монету или компакт-диск. или нанометр, все внутри синус-косинусного диска, представляющего собой круговое явление, весящее миллиарды звезд. Если солнце может вписаться в баскетбольные мячи и, возможно, атомы, как мы можем судить, что такое большое или маленькое? Если очень большие вещи перерождаются в очень маленькие и снова становятся очень большими, это похоже на круг жизни, и это означает, что вы являетесь центром вселенной, и это хорошее чувство. Атомы и звезды не имеют значения по сравнению с вами.