No estoy preguntando sobre pelota teórica, silla de montar o superficie plana, que es solo una metáfora con el espacio 2D.
Es difícil decirlo, ya que vemos muy poco y los vemos en el pasado porque la luz viaja durante tanto tiempo. Pero lo que sí sabemos es que se está inflando (no explotando como podría pensarse por el nombre del "big bang").
¿Cómo se vería el universo, si tuviéramos que congelarlo en un momento, es probable que sea una pelota, una pelota de rugby, un cono o una especie de forma irregular?
¿Está completamente lleno de galaxias, polvo, agujeros negros, o vive en los bordes de su forma 3D y la parte central está "vacía"?
¿Tiene un agujero negro gigante o una estrella en el medio alrededor de la cual gira todo?
Ok, tal vez usted tiene algunos conceptos erróneos.
El Universo no tiene centro en absoluto. Se ve igual desde cualquier punto, hacia donde mires. Es aproximadamente como sigue:
Esta imagen representa una caja a gran escala en nuestro universo en el tiempo actual (no en el tiempo percibido, basado en la luz recibida). Por supuesto, es solo una simulación por computadora. Cada punto representa un cúmulo de galaxias.
Así que necesitas imaginar un espacio tridimensional infinito lleno de estructuras similares a filamentos como estas. E infinito significa que no tiene límites, por lo que no tiene forma "externa". Allí no hay pelota, pelota de rugby ni cono. Tampoco forma externa irregular, solo infinita. Cualquiera de estas formas tiene un límite 2D en un espacio 3D, pero el universo no tiene límite.
La geometría general y la topología del universo han sido investigadas por la misión Planck. En este artículo se describen algunos resultados . Los resultados finales aún no están disponibles.
Un experto:
Hemos calculado la verosimilitud bayesiana para modelos topológicos específicos en universos con geometrías localmente planas, hiperbólicas y esféricas, todos los cuales no encuentran evidencia de una topología multiconexa con un dominio fundamental dentro de la última superficie de dispersión. Después de la calibración en simulaciones, las búsquedas directas de círculos coincidentes resultantes de la intersección del dominio topológico fundamental con la superficie de la última dispersión también arrojan un resultado nulo con alta confianza... La medición futura de la polarización CMB de Planck nos permitirá probar más modelos de geometrías anisotrópicas y topologías no triviales y puede proporcionar conclusiones más definitivas, por ejemplo, permitiéndonos extender moderadamente la sensibilidad a la topología a gran escala.
La cantidad de anisotropía del universo se deducirá del fondo cósmico de microondas (CMB).
Crédito de la imagen: Agencia Espacial Europea, Planck Collaboration
Se pueden encontrar imágenes de mayor resolución del CMB aquí
El universo es aproximadamente un espacio-tiempo de 4 dimensiones con el big bang como singularidad. No tiene bordes en el espacio 3d cuando viaja. Al mirar hacia el pasado, la frontera, si se le gusta llamar así, es el big bang. El big bang nos parece a nosotros en la Tierra como si estuviera a una distancia de 13,81 mil millones (13,81e9) de años luz en cualquier dirección. O estar 13.810 millones de años en el pasado cuando la luz necesitó ese tiempo para viajar hasta nosotros. Pero no podemos viajar hasta ese límite, porque el universo se expande más rápido de lo que nosotros (o la luz) podemos viajar. Tuvimos que viajar al pasado o más rápido que la luz para llegar allí, sin importar en qué dirección espacial.
No hay un agujero negro en el centro del universo, sino el Big Bang, si se quiere llamarlo el centro de un espacio-tiempo de 4 dimensiones.
El universo, cuando se mira a una edad fija de, digamos, 13.810 millones de años, está lleno casi homogéneamente de galaxias a gran escala. Localmente, las galaxias se agrupan en cúmulos y supercúmulos. Los supercúmulos forman una especie de red tridimensional. Pero no hay regiones totalmente vacías. Siempre hay algo de gas o algo de polvo o algo de plasma o algunos rayos cósmicos que viajan rápido, neutrinos, etc.
Si pudiera detener la expansión del universo en un tiempo cósmico dado , se vería a sí mismo en cualquier dirección en aproximadamente la misma distancia y en aproximadamente el mismo pasado. (Tal estructura se llama 3 esferas . La superficie de una 4 bolas es un ejemplo de una 3 esferas. Este video de YouTube trata de visualizar una 3 esferas rotando).
Debido a la rápida expansión del espacio-tiempo, la luz no puede viajar lo suficientemente rápido alrededor del universo para que esto sea posible. Por lo tanto, en el mejor de los casos podemos mirar hacia atrás, al Big Bang, sin importar en qué dirección miremos. La luz necesita más tiempo para viajar alrededor del universo ya que el universo existe después del big bang.
Stan Liou
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