Pregunta sobre el espacio-tiempo

En el modelo del Big Bang del Universo, se cree que todo lo observable se expandió muy abruptamente desde un punto de densidad infinita y volumen cero.

Eso no es del todo cierto. Echa un vistazo a Wikipedia donde puedes leer esto:

"La extrapolación de la expansión del universo hacia atrás en el tiempo usando la relatividad general produce una densidad y temperatura infinitas en un tiempo finito en el pasado. [18] Esta singularidad señala el colapso de la relatividad general y, por lo tanto, todas las leyes de la física. esto se puede extrapolar hacia la singularidad que se debate, ciertamente no más cerca que el final de la época de Planck. Esta singularidad a veces se llama "el Big Bang", [19] pero el término también puede referirse a la fase temprana cálida y densa en sí misma, [20][notas 1] que puede considerarse el "nacimiento" de nuestro universo".

No necesariamente se puede extrapolar hacia atrás hasta un punto de singularidad.

Sin embargo, el problema con esta afirmación es que para que algo se expanda primero necesita una localidad en la que hacerlo, lo que nos lleva a mi pregunta.

No hay problema con la expansión del espacio . No pienses en el espacio como nada, Einstein no lo hizo, y tampoco los físicos modernos como el ganador del premio Nobel Robert B Laughlin .

¿Cómo pueden los científicos creer que "todo" se condensó y luego se expandió repentinamente, ya que eso es automáticamente un oxímoron?

Porque hay buena evidencia científica de que el universo se está expandiendo . Y cuando "haces retroceder el reloj", descubres que todas las galaxias estaban en el mismo lugar hace 13.800 millones de años.

La expansión es una propiedad física del universo y, sin embargo, si "todo" no tenía dónde expandirse, ¿cómo podría haberse expandido? No había "nada", ¿no?

No. El espacio se expandió y el espacio no es nada. En cuanto a qué causó que ocurriera el Big Bang, no lo sé. Tampoco sé cómo era el universo hace 13.800 millones de años. Pero no conozco infinitos en la naturaleza, y desafiaría la supuesta singularidad del punto en el centro de un agujero negro y me referiría en cambio a la interpretación de la estrella congelada . De manera similar, desafiaría la supuesta singularidad puntual de hace 13.800 millones de años.

Incluso si abandonamos el modelo del big bang y hablamos de que "todo" está en un punto de singularidad, la pregunta sigue en pie. ¿Dónde estaba el punto de singularidad?

Creo que no deberías abandonar el modelo del big bang, sino que deberías abandonar la singularidad.

Preguntado de otra manera, ¿hacia qué se expande todo?

Nada. Sé que esto es difícil de imaginar, pero inténtalo. El espacio se está expandiendo, y no hay espacio más allá de él. Así que no hay más allá. En cuanto a si esto significa que terminas volviendo al círculo completo o si el universo es una "sala de espejos" o algo más, no lo sé.

(que es una pregunta retórica que hago para implicar que el espacio-tiempo existe necesariamente independientemente de cualquier expansión teórica y probablemente tanto que uno podría asumir que el espacio-tiempo es infinitamente grande).

No, uno podría no hacerlo. Porque el universo no se expande por nada. Se expande porque el espacio tiene una especie de "presión" innata, según la diagonal energía-presión en el tensor tensión-energía-momentum . Y si el universo fuera infinito, la presión estaría contrarrestada en todos los lugares. Un universo infinito no podría expandirse.

Al pensar en el modelo del big-bang, no puedo evitar concluir que originalmente se usó una mera analogía

Como analogía, tome una pelota antiestrés y apriétela con el puño. Entonces déjalo ir.

Sin embargo, el problema sigue siendo la extensión. Por lo que yo entendí, el modelo del big bang establece que el espacio mismo también se condensó junto con todo lo demás en el universo observable hasta un punto de singularidad.

Mira lo que te dije arriba. La cosmología del Big Bang en realidad no dice que todo se condensó para señalar la singularidad.

Todo el asunto tenía que expandirse en alguna parte

Inicialmente no hubo ningún problema. Recuerda la naturaleza ondulatoria de la materia y la producción de pares. Literalmente, podemos crear materia a partir de ondas electromagnéticas. Estas ondas se propagan a través del espacio y son efectivamente ondas en el espacio. Entonces hacemos materia a partir de ondas en el espacio. Así que empieza con el espacio y haz algo para que suene como una campana y esté lleno de olas y comience a expandirse. En cuanto a qué, no sé.

¿Cómo alega la teoría dónde está todo y al mismo tiempo afirma que antes del punto de singularidad, literalmente no había nada?

no lo hace Se remonta hasta un universo muy denso. Lo que escuchas sobre la singularidad de un punto y la creación ex-nihilo es ciencia pop, no cosmología del big bang.

Bueno, no voy a fingir que tengo razón, o que lo que digo es como es, pero he sido la persona que hizo esas mismas preguntas antes, y esto es lo que sé ahora. Primero, deshazte de todo el componente de 'nada' del big bang. Es fácil pensar en el Big Bang como un evento en el tiempo, pero no lo es, es el t=0 en tu línea de tiempo. Antes de eso estaría el tiempo negativo, y no es que no haya teorías sobre el tiempo negativo, pero por el bien de la observación lo dejaremos fuera.

En t = 0, toda la materia de hoy estaba presente entonces, simplemente no había distancia entre cada punto, y esto es independientemente de su posición en el universo. No era una distancia desde algún punto que era 0, sino todos los puntos, elija dos puntos cualquiera y su distancia medida sea 0. Con respecto a lo que el universo se está expandiendo "en", si nuestro universo estuviera realmente en un punto de densidad infinita, no se expandiría en nada.

Si es difícil lidiar con la expansión del espacio y la confusión acerca de dónde proviene este espacio vacío, entonces míralo de una manera diferente. ¿Cuánto se tarda en ir de A a B? Si son 0 segundos, entonces la distancia es 0. Pero si es mayor que 0, tienes distancia. Y si es infinito, tienes una distancia infinita.

Con toda honestidad, todavía hay preguntas que deben responderse, y aunque hay muchos buenos modelos del universo, parecen tener una imagen incompleta, evidente por el debate que aún continúa.

Así que para concluir, no hubo antes, y tampoco hubo nada. Aparentemente, la materia en el universo se ha mantenido constante, y no parece haber ninguna indicación de que se rompería, ya que ha permanecido así desde entonces. Ignoraría las cosas del tiempo que dije por ahora , es mejor comprender esto en lugar de la realidad. Espero que esto haya ayudado.

Si bien esta no es la mejor respuesta del universo, es de esperar que sea un paso para que encuentres la respuesta que buscas.

El Big Bang no sucedió en un solo punto, ni el Universo comenzó en un solo punto. El Universo es, y siempre ha sido, infinito. El Big Bang fue justo cuando realmente comenzó la expansión del Universo, es decir, cuando los objetos comenzaron a alejarse unos de otros. El Universo seguía siendo infinito, pero había menos espacio entre la materia.

Esta densidad hizo que el Universo se calentara mucho y se expandiera. Así que aquí, el espacio mismo se distorsionó y comenzó a expandirse. Se creó más y más espacio entre la materia, y todavía lo es ahora (aunque ahora se debe principalmente a la energía oscura en lugar del calor).