¿Se está moviendo el universo a través de un espacio-tiempo infinito a medida que se expande?

Lo que quiero decir con esto es imaginar a una persona inflando un globo. A medida que el globo se expande, la persona que lo infla también camina. A una escala mucho mayor, aplique este concepto al universo. A medida que el universo se expande, ¿se está moviendo también como el globo a través del espacio-tiempo infinito?

Respuestas (2)

Creo que lo que estás preguntando es una pregunta muy fundamental que realmente no tiene una respuesta definitiva. Interpreté su pregunta de manera ligeramente diferente a la de Sir Cumference , así que la responderé de manera diferente.

Para las personas que recién están aprendiendo sobre la expansión del Universo, a menudo se les enseña sobre la analogía del globo en expansión. El concepto aquí es que tienes un globo desinflado en el que dibujas dos puntos. Estos puntos pueden representar dos galaxias en el Universo definidas por la superficie del globo. El concepto importante aquí es que la superficie del globo representa todo el universo en este escenario. Luego se infla el globo y se nota que debido a la "expansión" del universo, los puntos (es decir, las galaxias) se están alejando. Esto se muestra en el siguiente diagrama.

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Este concepto generalmente se usa para enseñar un hecho importante sobre nuestro universo, a saber, que no hay centro. En ningún punto del globo puedes ver que eres el centro de la expansión porque la expansión está ocurriendo en todas partes en igual magnitud.

Sin embargo, lo que parece estar haciendo es intentar llevar esta analogía un paso más allá. Aunque el universo del globo (¿globouniverso?) está definido en la superficie del globo y, por lo tanto, es bidimensional, todavía existe un espacio tridimensional en el que se está expandiendo el globo 2D. Entonces te preguntas, ¿qué dice eso sobre nuestro universo 3D? ¿Nos estamos expandiendo en algún espacio 4D?

Eso, en mi opinión, es una destilación de los conceptos fundamentales detrás de su pregunta. Asumiendo que estoy interpretando su pregunta correctamente, entonces tendría que decir que la respuesta es No lo sé .

Hay una respuesta algo tautológica (insatisfactoria) en que el Universo es, por definición , todo lo que existe. Por lo tanto, no puede haber un Universo 3D y también un espacio 4D en el que se expanda nuestro Universo 3D, porque ese espacio 4D sería necesariamente una parte de nuestro Universo, por definición.

Un enfoque más razonado de esta respuesta es mirarla desde una perspectiva matemática. Si comienza a aprender matemáticas superiores (y por superior me refiero a matemáticas de nivel superior de pregrado / posgrado), aprenderá sobre variedades. Los colectores son básicamente objetos matemáticos que pueden definir cosas como la superficie de un globo. Lo que encontrará es que la definición de la superficie de un globo, utilizando el concepto de variedades, no requiere que la superficie exista en el espacio 3D, incluso si esa variedad se está expandiendo. Es perfectamente posible definir una variedad 2D que tenga la misma topología (palabra elegante para estructura) que un globo en expansión, sin "incrustarlo" en el espacio 3D. Este concepto hace que su pregunta sea discutible. Permite un universo 3D en expansión, sin requerir la existencia de algún espacio 4D para expandirse. Entonces, en última instancia, afirmo que es posible que exista un Universo 3D que no tenga centro y se esté expandiendo, pero no en una cuarta dimensión.

Buena explicación.
Me gusta esta respuesta también. Realmente, la gran razón por la que pregunté es porque recuerdo haber visto un especial sobre la teoría M. En ella recuerdo una parte donde hablaban de la gravedad. Básicamente, se cree que la fuerza de la gravedad es causada por alguna "cosa" que se mueve a través de nuestro concepto de espacio/universo tridimensional. Pero esa "cosa" puede escapar de nuestro Universo a algún otro universo, vacío, dimensión paralela, HFIL, etc. Si es así, ¿han demostrado las matemáticas/ciencias que nuestro Universo, incluso siendo posiblemente de naturaleza infinita, se mueve en relación dimensión plana que también puede ser infinita.
@ElBromista La teoría M es en su mayoría hipotética y en gran medida infalsable. Dicho esto, parece que te refieres a los gravitones, una partícula hipotética que transporta la fuerza gravitatoria.
@SirCumference Voté a favor de su comentario, pero creo que debe tenerse en cuenta que probablemente sea mejor ver la "teoría M" como un marco que es un trabajo en progreso en lugar de una teoría infalsable.

Cuando hablamos del universo, en realidad estamos hablando de una de dos cosas:

  • El universo observable, que es todo lo que podemos ver.
  • El Universo, que es todo lo que ha existido alguna vez, actualmente existe y existirá.

El universo observable tiene su propio centro, generalmente la Tierra. Es una región esférica de todo lo que podemos ver, esencialmente cualquier cosa cuya luz nos haya llegado. Usualmente nos referimos a esto cuando decimos cosas como "hay 10 86 átomos en el universo".

En realidad, todos tienen su propio universo observable, y puede cambiar dependiendo de dónde se encuentre. Un exoplaneta lejano tiene su propio universo observable y puede recibir luz de diferentes lugares. Esencialmente, eres el centro de tu propio universo observable. A medida que nos llegue más luz, nuestro universo observable crecerá (o se expandirá, por así decirlo).

Si te refieres a esto último, entonces hay una respuesta totalmente diferente y "expansión" se refiere a algo completamente diferente. El Universo (observe la "U" mayúscula) es todo el espacio y el tiempo y su contenido. Todo lo que ha existido, existirá y actualmente existe es parte de ella.

Cuando decimos que el Universo se está expandiendo, no queremos decir que es como una pelota que crece constantemente en tamaño. Simplemente queremos decir que el espacio entre los objetos está aumentando. El Universo puede tener un tamaño infinito, pero cada vez se crea más espacio entre la materia.

Otra forma de pensar sobre esto es decir que el espacio se está dilatando. Imagina que todo en el espacio está en un sistema de coordenadas. El sistema de coordenadas en sí mismo se está dilatando y, por lo tanto, los objetos en él se están separando. Aquí hay un GIF que hice para ayudarte a entenderlo:

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Puedes ver cómo los objetos se separan unos de otros debido a la expansión del espacio. Por lo tanto, su pregunta no tiene mucho sentido; el Universo es todo el espacio y su contenido, entonces, ¿cómo podría moverse a través de más espacio?

Bueno, das una buena explicación de cómo se expande el Universo, el concepto de un universo observable y el concepto de dilatación del tiempo. Aunque no estoy seguro de cómo responder a tu pregunta. ¿Tendría sentido preguntar, puede un plano de coordenadas infinitas que llamamos Universo moverse en relación con otro plano de coordenadas infinitas?
@ElBromista Sí, eso aborda el tema de las grandes dimensiones extra y la cosmología de branas, pero actualmente no hay evidencia de esto.
@ElBromista Mi pregunta era retórica, no se preocupe. Pero el Universo lo es todo, incluido el espacio. Se extiende infinitamente. Por lo tanto, su pregunta es esencialmente "¿Puede todo el espacio y el tiempo y su contenido moverse a través del espacio en relación con otro 'todo el espacio'"? No tiene mucho sentido, ¿verdad?
@ElBromista Además, mi respuesta no tocó la dilatación del tiempo. Simplemente pasó por encima de la dilatación del espacio. La dilatación del tiempo es algo diferente.
@SirCumference En realidad, tiene sentido si hay dimensiones más altas en las que se puede expandir el espacio 3D.
@SirCumference No estoy seguro de que uno realmente pueda afirmar que el Universo "se extiende infinitamente". Como observadores, de lo único que podemos hablar es del Universo Observable. Cualquier cosa fuera de esto, por definición, no es observable y, por lo tanto, no podemos hacer afirmaciones al respecto, incluida su existencia misma. Parece poco probable, pero es posible que el Universo se detenga justo en el borde de lo que podemos observar.
@zephyr Otro buen punto, aunque en realidad no hay una diferencia apreciable entre un infinito o un cero más allá del límite observable para nosotros en este momento.
@zephyr Si se suscribe a la interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica, entonces debe existir una cantidad infinita de mundos, ya sea que existan más allá del límite observable o no.
@Zephyr Si es infinito o no es irrelevante. El consenso es que el Universo se define como todo el tiempo y el espacio y sus contenidos. ¿Qué más puede haber además del Universo?
@SirCumference Sé que es irrelevante para esta pregunta, pero dijiste que el Universo se extiende infinitamente. Simplemente estaba señalando que no hay una base real para esta afirmación.
@Zephyr Como dijo called2voyage, esencialmente no hay diferencia entre un universo infinito y uno que no tiene nada más allá.
@SirCumference Usted menciona un buen punto de que si hubiera grandes dimensiones adicionales, podríamos llamar a ese multiverso "el Universo" si nos adherimos a la definición estricta de "todo lo que es", sin embargo, creo que ese concepto de un multiverso es extraño suficiente para nosotros que la terminología podría cambiar.
@ named2voyage Debe especificar de qué tipo de multiverso está hablando. Un multiverso tipo 1 es esencialmente nuestro Universo, donde las leyes físicas y las constantes matemáticas son las mismas en todas partes.
@SirCumference Me refiero a un multiverso de brana .
¿Se está moviendo el universo a través de un espacio-tiempo infinito a medida que se expande?
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