¿Cómo puede cambiar el tamaño del universo con el tiempo cuando el tiempo es parte del universo?

Es una forma un poco incómoda de expresarlo, pero básicamente:

El tiempo en relatividad es solo una de las cuatro dimensiones del espacio-tiempo. Nada realmente especial al respecto. Sin embargo, el universo alguna vez fue más pequeño de lo que es ahora y ha evolucionado, cambiado, desde una singularidad hasta su tamaño actual.

Pero esto implica que todo el espacio-tiempo (dado que no se puede separar el tiempo del espacio) está evolucionando con el tiempo . ¿Sobre qué tiempo , entonces, está evolucionando? No se supone que haya un tiempo global para el universo, solo el tiempo percibido por un observador en un lugar particular.

Así que me parece muy extraño que el volumen del espacio-tiempo de todo el universo pueda cambiar con el tiempo cuando el tiempo es parte de lo que está cambiando. Parece que estamos hablando de dos tipos diferentes de tiempo...

El tiempo es lo que muestra el reloj. No es una cuarta dimensión, aunque la tratamos así en la relatividad especial debido a un truco matemático introducido por Minkowski. En la práctica, el tiempo, al igual que el espacio, está ligado a la existencia de sistemas que puedan medirlo, es decir, la materia. Mientras que el espacio puede ser medido por la materia en equilibrio termodinámico (reglas), la medida del tiempo requiere una fuente de energía y un disipador de calor, es decir, cualifica el comportamiento de sistemas alejados del equilibrio termodinámico (relojes).
De acuerdo con esas preguntas, solo los observadores que se mueven juntos estarán de acuerdo sobre la edad del universo. ¿Significa eso que solo los observadores que se mueven c0 también estarán de acuerdo con el tamaño del universo? Entonces, si pasaste los últimos miles de millones de años navegando casi a la velocidad de la luz, ¿pensarás que el universo es más pequeño?
Si navega a una fracción significativa de la velocidad de la luz, el universo en realidad ES más pequeño, debido a la contracción de la longitud. en.wikipedia.org/wiki/Length_contraction
@ John: En cuanto a su pregunta "Si pasó los últimos miles de millones de años navegando a casi la velocidad de la luz, ¿pensará que el universo es más pequeño?". Esto depende de lo que entiendas por "El Universo". Dada la foliación definida por los observadores comóviles, ¿te refieres al volumen de la hoja que ocupas actualmente? Si es así, todos estarán de acuerdo en el volumen de esa hoja. ¿O te refieres a algún otro corte tridimensional que sea localmente ortogonal a tu línea temporal? Si es así, primero debe preocuparse por cómo va a definir (globalmente) esa porción.
PD: Además, por supuesto, lo que has estado haciendo en los últimos miles de millones de años no es lo relevante; lo relevante es tu trayectoria actual.

Respuestas (1)

Uno habla del tamaño del universo en el contexto de un modelo donde el espacio-tiempo está foliado por hojas tridimensionales similares al espacio. El "tamaño del universo" significa el tamaño de una de esas hojas, no de todo el espacio-tiempo.

Por ejemplo: si imagina que el espacio-tiempo está lleno de galaxias, las líneas de tiempo de esas galaxias dan una coordenada de tiempo global preferida, y puede tomar sus hojas tridimensionales como las tres variedades cuyos espacios tangentes son ortogonales en todas partes a las tangentes a esas líneas de mundo. Luego puede hablar sobre el volumen de una hoja como una función de la coordenada de tiempo global para obtener la velocidad a la que se expande el universo.

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