¿Cómo es posible que algo infinitamente grande se haya expandido desde algo infinitamente pequeño?

Por favor, ayúdame a reconciliar lo que veo como teorías contradictorias:

  1. El universo comenzó con el Big Bang y se expandió desde un punto infinitesimalmente pequeño.
  2. El universo es infinito.

¿Cómo puede algo infinitamente grande "expandirse" desde un punto infinitamente pequeño? Tiene que haber algún tipo de 'onda expansiva', ¿verdad?

Además, si creemos saber la cantidad total de materia que debe haber producido el Big Bang, ¿cómo puede una cantidad limitada de materia llenar un universo infinitamente grande?

PD Una idea que tengo es que el universo puede ser infinito, pero el Big Bang no lo creó, creó materia dentro del universo infinitamente grande. Esto explicaría la expansión que estamos observando ahora: la materia seguirá distribuyéndose por el universo infinitamente grande. Así que supongo que mi pregunta es más "por qué esta suposición es incorrecta"... :)

¿Dónde has buscado una respuesta?
Google, por supuesto;) Ningún artículo que pude encontrar pone a los dos juntos: o hablan de que el Big Bang se originó en un punto pequeño, o que el universo es infinito y por qué. De ahí mi pregunta: ¿cómo algo que se origina en un punto pequeño se vuelve infinitamente grande?
Pregunta relacionada en nuestro sitio hermano: physics.stackexchange.com/q/136860/123208

Respuestas (1)

El universo comenzó con "big bang" es un eslogan para "Hubo un tiempo en que el universo era caliente y denso, y este tiempo puede considerarse el comienzo del universo y el comienzo del tiempo".

El universo (hasta donde sabemos) siempre ha sido infinitamente grande. Eso no es seguro, pero no tenemos evidencia que lo contradiga. El universo nunca fue un punto infinitesimalmente pequeño. Siempre fue infinito en cada tiempo t>0.

Sabemos cuánta materia ha producido el big bang en el universo observable, y podemos modelar esto. (Realmente no sabemos por qué produjo tanta materia, pero tenemos suficientes parámetros en nuestros modelos para obtener un universo como el nuestro).

También pensamos que el universo es más o menos igual en todas partes. Nuevamente, no hay prueba de esto, pero nada lo contradice, por lo que habría una cantidad infinita de materia en el universo.

No hubo "onda expansiva". Porque todo el universo era caliente y denso al mismo tiempo. Todo el universo infinito, lleno de una cantidad infinita de materia, que luego se expandió. (y sí, una cosa infinita puede expandirse, solo significa que las cosas dentro de ella se separan más).

En cuanto a t=0 o para t<0 No tenemos idea. No sé si esas son incluso cosas de las que podemos hablar. Parece que podemos hablar del estado del universo en el tiempo t=1 segundo. Pero no podemos hablar del estado del universo en t=0 segundos, al menos, no con el conocimiento matemático y físico que tenemos actualmente. El tiempo t=0 es una singularidad.

De exploratorium.edu/origins/cern/ideas/bang.html : "El universo comenzó, según creen los científicos, con cada mota de su energía atascada en un punto muy pequeño. Este punto extremadamente denso explotó con una fuerza inimaginable, creando materia y propulsándola. hacia el exterior para formar los miles de millones de galaxias de nuestro vasto universo. Los astrofísicos llamaron a esta explosión titánica el Big Bang".
Solo para que quede claro: no soy astrónomo ni astrofísico. Mi interés en esto es puramente como un profano que se confunde al contradecir declaraciones de diferentes fuentes.
@dniq: Todos debemos vivir con analogías. Estos pueden ser más o menos fáciles de entender. Pero en realidad, muchos sitios discuten esto. Sin embargo, un concepto erróneo en su pregunta es que el universo explotó en algo. Ese no es el caso, su expansión crea tiempo y espacio, no hay un adentro y un afuera que nuestros cerebros tridimensionales de habitantes de la superficie que se desarrollaron en el paisaje estepario demandan ver.
Creo que exploratorium es una "mentira a los niños". Las mentiras a los niños están en el corazón de toda buena enseñanza, pero no estoy seguro de esto. Repite muchos de los conceptos erróneos que se ventilan repetidamente aquí: que el Big Bang fue una explosión en el espacio.
@JamesK Bueno, es posible que todavía haya "explotado" en un espacio de dimensiones superiores;)
Para aclarar un detalle, sabemos cuánta materia hay en nuestro universo observable, pero esa cantidad de materia no puede producir modelos que coincidan con lo que vemos hoy. Parece que falta masa, conocida como materia oscura, necesaria para crear un universo con las galaxias que podemos ver hoy. La materia oscura y la energía oscura parecen ser mucho más abundantes que la materia y la energía "normales" que podemos medir. ¡La cosmología es un campo fascinante!
¿Cómo es posible que algo infinitamente grande se haya expandido desde algo infinitamente pequeño?
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