¿Qué significa el "tamaño del universo" si el Universo es infinito?

Hay preguntas que pueden parecer similares a esta, pero todavía tengo que encontrar una respuesta.

He llegado a comprender que un universo plano, es decir, una curvatura de k = 0 Lo que significa que S k ( r ) = r . Las coordenadas polares métricas FLRW:

d s 2 = − d t 2 + a 2 ( t ) [ d r 2 1 − k r 2 + r 2 d Ω 2 ]
Ahora bien, ya que solo r está siendo alterado, d t = 0 y d Ω = 0 .
d s 2 = a 2 ( t ) d r 2 1 − k r 2
Esto se puede integrar a:
s ( r ) = pecado − 1 ⁡ ( k r ) k
Entonces, por definición, el valor máximo es cuando pecado − 1 = 90 ∘ = π 2 que ocurre cuando k r = 1 Para encontrar el valor más alto, reemplazamos pecado − 1 ⁡ ( k r ) con π 2 y obten:
s ( r ) metro a X = π 2 k
Por lo tanto, como k → 0 ,   s ( r ) → ∞ . Dado k = 0 , hay una distancia infinita posible.

Ahora que tenemos eso fuera del camino, cuando los físicos hablan sobre el tamaño del universo, con lo que me refiero a "cuando el universo era del tamaño de una toronja" en una comparación similar, el espacio aún debe haber sido infinito, entonces, ¿qué es esto? una descripción de?

La frase tamaño del universo se usa de dos maneras: (1) para referirse al tamaño del universo actualmente observable , o (2) para indicar que el hablante no tiene comprensión de la relatividad general.
Esta pregunta parece estar fuera de tema porque pregunta sobre el significado de una frase comúnmente mal utilizada.
¡Hola! Soy un gran admirador tuyo. Gracias por contribuir De todos modos, es el 'uso' muy correcto de la frase y el significado detrás de ella lo que estoy preguntando.
"Universo observable" o "región observable" implican la posible falacia de que toda la materia y la energía en ellos son necesariamente "observables" por al menos algún miembro de la especie intracomunicante.
El universo puede ser geométricamente infinito pero contener solo un número finito de eventos, aunque la versión basada en GR de esta idea (conocida como cosmología del "átomo primitivo" o del "huevo cósmico"), favorecida por Eddington (a quien le gustaba la idea de Aristóteles de que el tiempo ha sin comienzo) y desarrollado por su alumno Lemaitre en 1927, ha sido rechazado mucho más recientemente por Vilenkin, quien siente que cualquier átomo primitivo habría sido "inestable a las fluctuaciones cuánticas".

Respuestas (1)

Todas las afirmaciones como "cuando el universo era del tamaño de una toronja" se refieren al universo actualmente observable. Como el universo tiene una edad finita y la luz viaja a una velocidad finita (y no hay nada infinito con la expansión), el universo observable es un parche finito.

Discutí algunas de las diferentes nociones de horizontes al responder otra pregunta . Se considera que el "universo observable" se extiende hasta el horizonte de partículas. Es decir, incluye precisamente los puntos en nuestro segmento de tiempo actual cuyas líneas de tiempo pasadas (asumiendo que simplemente van con la expansión del espacio y no tienen una velocidad peculiar con respecto a nuestro marco de referencia) se cruzan con el interior de nuestro cono de luz pasado.

Si piensas en las galaxias como marcando estos puntos, estas son precisamente las galaxias que podemos ver asumiendo arbitrariamente buenos telescopios, ya que la luz que nos llega hoy fue emitida cuando la galaxia cruzó nuestro pasado cono de luz.

Las galaxias que comenzaron demasiado lejos de nosotros en un universo infinito no han podido hacernos llegar sus fotones. Y, de hecho, la expansión evitará que la mayoría de ellos lleguen a nosotros.

El factor de escala a cuando el universo era del tamaño de una toronja es simplemente el radio de una toronja dividido por el radio del universo observable actual (aproximadamente 46   GRAMO yo y ), o algo así 10 − 28 (correspondiente a un corrimiento al rojo de aproximadamente z = 10 28 ). La idea es que las galaxias (o más bien sus fluctuaciones cuánticas precursoras) dentro de este volumen del tamaño de una toronja son exactamente las galaxias dentro de nuestro universo observable hoy. En coordenadas comóviles el pomelo es el mismo 46   GRAMO yo y en radio entonces como nuestro universo observable es ahora.

¡Gracias! Corrígeme si me equivoco, pero esto parecería indicar que el universo observable se habría expandido desde un punto singular y, de hecho, tendría un centro, aunque el Universo como un todo no lo tendría.
@Goodies El universo observable se puede hacer arbitrariamente pequeño a medida que te acercas al Big Bang, pero mira las últimas oraciones que agregué. Si escalas tus coordenadas con la expansión del espacio, entonces hay tanto volumen como ahora. El "punto" que imaginas es todo el universo observable, no una parte de él.
¿Qué significa el "tamaño del universo" si el Universo es infinito?
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