Làm thế nào vũ trụ có thể là vô hạn?

Tôi đã nghe từ các nhà vật lý thiên văn nổi tiếng rằng chúng ta chưa biết liệu Vũ trụ có vô hạn hay không. Làm thế nào điều đó có thể liên quan đến lý thuyết vụ nổ lớn được chấp nhận (như tất cả chúng làm)? Có phải họ đang đề cập đến sự tồn tại của các Đại học khác khi họ nói nó có thể là vô hạn, hay là gì?

Ý tôi là, ngay cả khi nó có khả năng mở rộng, nếu mọi thứ bắt nguồn từ vụ nổ lớn, làm thế nào không gian đó có thể biến thành vô hạn trong một thời gian hữu hạn - thời đại của vũ trụ.

Trong mô hình ΛCDM tiêu chuẩn của Vụ nổ lớn, vũ trụ là vô hạn và luôn luôn như vậy. Sự kỳ dị của Big Bang xảy ra ở khắp mọi nơi , theo nghĩa là đủ xa về thời gian, mật độ phân kỳ đến vô tận ở mọi nơi.

Nhưng đây chỉ là một mô hình cụ thể - nó giả định rằng vũ trụ nếu phẳng về mặt không gian và đồng nhất toàn cầu và đẳng hướng. Có những mô hình mở rộng trong đó nó không chính xác bằng phẳng, và do đó có thể là hữu hạn ngay cả khi nó vẫn đồng nhất và đẳng hướng (nếu độ cong thậm chí hơi dương). Và tất nhiên chúng ta không thực sự biết liệu nó có đồng nhất và đẳng hướng ở quy mô lớn hơn nhiều so với thực tế chúng ta thấy hay không. Một số mô hình lạm phát ngụ ý rằng nó không phải là.

Để làm rõ: mô hình ΛCDM sử dụng giả định một giải pháp FLRW phẳng không gian của thuyết tương đối rộng, trong đó không gian là không gian Euclide không gian Euclide 3 là không gian đồng nhất bằng phẳng và đẳng hướng 3 , do đó không có cách nào để tạo ra nó hữu hạn mà không vi phạm ít nhất một trong những giả định mô hình hóa đó (ví dụ, hình xuyến phẳng có thể có dạng tương tự cho số liệu, nhưng sẽ không phải là đẳng hướng toàn cầu).$3$$3$$3$

Tôi nghĩ nguồn gốc của sự nhầm lẫn giữa hai khái niệm - điểm kỳ dị Big Bang và vũ trụ vô tận - là quan niệm sai lầm rằng vũ trụ bắt đầu như một sự mở rộng hữu hạn ban đầu. Quan niệm sai lầm này dễ dàng phát sinh từ sự tương tự bằng cách sử dụng logic và số ngày nay không thể áp dụng trong vũ trụ sơ khai. Ví dụ, tôi đã nghe nói rằng ngay sau Vụ nổ lớn, toàn bộ vũ trụ quan sát được có kích thước bằng quả bưởi, nhưng lời giải thích đó đã bỏ qua việc đề cập rằng bưởi sẽ lớn hơn nhiều.

Vấn đề là không gian là nơi chúng ta có thể đo được một thứ gì đó lớn đến mức nào, nhưng không gian mở rộng, do đó, một thứ ở một khoảng cách nhất định hiện tại đã ở rất gần rất lâu, ngay cả khi không có vật thể nào di chuyển theo nghĩa thông thường. Như một sự tương tự để giúp minh họa hiệu ứng:

Bạn và tôi đang đứng trên một quả bóng xì hơi lớn vô lý. Bạn đặt một cây gậy dài, đánh dấu trên khinh khí cầu ở mỗi đầu và mỗi chúng ta đứng trên một dấu và cách nhau một mét. Sau đó, tôi bật một máy bơm và bắt đầu bơm bóng bay. Khi quả bóng bay phồng lên, bề mặt căng ra và bạn và tôi dường như ngày càng xa nhau hơn, mặc dù chúng tôi không 'di chuyển' (ví dụ như đi xa nhau): bây giờ chúng tôi có các bộ thông tin mâu thuẫn để xem xét; Theo các dấu hiệu trên bề mặt bong bóng, chúng ta vẫn cách nhau một mét, nhưng theo thanh mét trong tay bạn (không mở rộng) thì khoảng cách lớn hơn thế.

Lưu ý rằng trong khi tôi gọi quả bóng là "lớn một cách vô lý", nó có thể đã vô cùng lớn và vẫn hoạt động theo cùng một cách. Tôi chỉ ra điều này bởi vì tôi đã thấy trong các bình luận về các câu trả lời khác rằng bạn không thấy làm thế nào không gian có thể là vô hạn và mở rộng - rằng nếu nó mở rộng, thì nó phải là hữu hạn trước đây. Điều đó là không chính xác: trên thực tế, bởi vì vô hạn là chất lượng của sự không bị ràng buộc, một cái gì đó vô cùng lớn luôn có thể trở nên lớn hơn, bởi vì theo định nghĩa , không có giới hạn trên về kích thước của nó.

Cũng lưu ý rằng nếu bạn ghi lại sự tương tự trước đó ngược lại, có vẻ như không gian bị thu hẹp sao cho khoảng cách vài mét giữa chúng ta giảm theo thời gian xuống còn một mét. Nếu bạn tiếp tục thu nhỏ vũ trụ theo cách như vậy, cuối cùng nó sẽ trở thành trường hợp có zerokhoảng cách giữa chúng ta. Và nếu bạn áp dụng điều đó vào một kịch bản có những người phân bố vô hạn trên khinh khí cầu, tất cả họ sẽ xích lại gần nhau hơn khi quả bóng xì hơi, cho đến khi có khoảng cách bằng không giữa hai người ... con người có kích thước. Tuy nhiên, năng lượng và không gian không có kích thước, do đó, tại điểm của Vụ nổ lớn, không gian vẫn là vô hạn (vì một không gian vô hạn / không giới hạn không thể co lại để trở thành hữu hạn / giới hạn) nhưng khoảng cách giữa hai điểm trong không gian bằng không .

Vì vậy, nếu bạn có thể quay ngược thời gian đến Big Bang, bạn sẽ thấy một đại dương năng lượng vô tận, vì tất cả năng lượng là "vai kề vai" (vô cùng dày đặc) nhưng nó nhanh chóng mở rộng (và do đó nguội đi) các hạt cơ bản đó có thể hình thành, sau đó là vật chất và phân tử. Tất nhiên vì kích thước của bạn sẽ phụ thuộc vào số liệu không gian, nên nó không nhất thiết trông giống như không gian đang mở rộng, mà đơn giản giống như năng lượng và vật chất đang nguội dần. Trên thực tế, chúng ta vẫn xem đây là một hiệu ứng của sự giãn nở không gian trong sự dịch chuyển ánh sáng từ các nguồn xa: ánh sáng "nguội dần" hoặc mất năng lượng trên đường đi vì nó bị kéo dài trên hành trình xuyên không gian.

Được biết, vũ trụ mà chúng ta có thể nhìn thấy trong kính viễn vọng của chúng ta ít hơn tổng vũ trụ. Vì chúng ta không thể nhìn thấy những gì nằm ngoài rìa thị giác, chúng ta không thể xác định xem vũ trụ là vô hạn hay hữu hạn.

"Làm thế nào" vũ trụ có thể là vô hạn? Vì vậy, tôi đang suy luận rằng phải có một 'thủ tục' các loại để làm cho nó vô hạn.

Không gian có thể tự tồn tại mà không cần bất cứ thứ gì. Chân không, không gian liên thiên hà, các khoảng trống khổng lồ nhìn thấy trong các bản đồ cấu trúc tỷ lệ lớn là những ví dụ.

Điều này có nghĩa là cho dù vũ trụ giãn nở bao nhiêu, không gian không thể vỡ ra như các nguyên tử. Người ta có thể nói nó không có mô đun đàn hồi. Người ta có thể sử dụng điều này như một tiền đề cơ bản để giải thích làm thế nào có thể có một vũ trụ vô tận.

Ngoài ra, các lý thuyết về cấu trúc liên kết vũ trụ phù hợp tốt với các dự đoán về mật độ vật chất của vũ trụ của chúng ta rất gần với 1 chỉ ra một vũ trụ mở rộng mãi mãi. (xem http://www.scholarpedia.org/article/Cosmic_Topology#fabre:2013 )

Nó không thể là vô hạn trong một thời gian hữu hạn bởi vì thời gian là không gian và thời gian ít nhiều giống nhau. Họ là một thực thể gọi là không thời gian.

Sẽ thật tuyệt nếu Hubble nhìn thấy một biển chỉ dẫn được đánh dấu: "làm ơn đừng vượt quá điểm này, đây là rìa của vũ trụ." thậm chí có thể là một bức tường hoặc một lan can.

Làm thế nào vũ trụ có thể là vô hạn? kích thước vô hạn, tuổi vô hạn, cấu trúc lượng tử vô hạn nhỏ? Vấn đề chính chúng ta gặp phải với sự vô hạn là nó bất chấp sự hiểu biết của con người.

Các phương trình hình cầu và hình tròn bao trùm vũ trụ: Sao, CMB, quỹ đạo hành tinh và mặt trăng, nguyên tử, photon, Pi, tất cả đều có thể sử dụng phương trình sin-cosine. Xoay là vô hạn. Pi và sin-cos là vô hạn.

Nếu vũ trụ được tạo thành từ các hàm toán học vô hạn, tại sao nó không phải là vô hạn?

Không gian có bao nhiêu góc? vô cực. một thiên hà quay vòng bao lâu? vĩnh cửu. Các vòng tròn của động lượng góc đi trên ad-everum. luân chuyển là vô hạn.

Tại sao sẽ có một giới hạn không gian cho không gian vô cùng lớn hoặc vô cùng nhỏ? Vì nó bất chấp sự hiểu biết của con người? Đó không phải là một lý do đủ tốt.

Mọi thứ trong vũ trụ đã biết phụ thuộc vào các nguyên lý toán học là vô hạn, số lượng là vô hạn, các góc là vô hạn, nói chung là các hình sin, tuyến tính, hình tròn và hình cầu có số lần quay vô hạn.

Bộ mandelbrot là vô hạn. Đó là một phương trình đơn giản hơn nhiều so với các đối tượng của vũ trụ, và nó là vô hạn. Vì vậy, tôi khuyến khích bạn nghiên cứu mandelbrot và tự hỏi: làm thế nào nó có thể là vô hạn? Sau đó, bạn sẽ có một số lợi thế để áp dụng nghiên cứu đó vào các đối tượng của vũ trụ.

Có một điều tò mò là cầu nối các vật thể lớn nhỏ vô hạn trong vũ trụ: Điểm kỳ dị của lỗ đen gần như hoàn toàn bao gồm các mô tả toán học hình sin, nhưng chúng giữ lại hàng triệu mặt trời nguyên tử trong không gian có kích thước bằng một đồng tiền hoặc CD hoặc một mét nano, tất cả bên trong một đĩa hình sin, là một hiện tượng tròn nặng hàng tỷ ngôi sao. Nếu mặt trời có thể phù hợp với bóng rổ, và có lẽ các nguyên tử, làm thế nào chúng ta có thể đánh giá cái gì lớn hay nhỏ? Nếu những thứ rất lớn được tái sinh thành rất nhỏ và phát triển trở lại rất lớn, thì nó giống như vòng tròn của cuộc sống, và điều đó có nghĩa rằng bạn là trung tâm của vũ trụ, đó là một cảm giác tốt. Nguyên tử và sao không quan trọng so với bạn.