Universo infinito y Big Bang

Una opinión común ahora en la comunidad física es que el Universo tiene una extensión infinita (lo que hace que la esfera de Hubble sea una parte infinitamente pequeña del Universo). Por otro lado, está la teoría del Big Bang que establece que el Universo comenzó hace unos 14 mil millones de años. Entonces, ¿cómo puede el Universo ser infinito y tener un comienzo? ¿O el Big Bang solo se aplica a la esfera del Hubble?

Posible duplicado: physics.stackexchange.com/q/1915/2451 y enlaces allí.

Respuestas (4)

La solución surge durante la época inflacionaria . Se supone que algún tipo de transición de fase durante los primeros momentos del universo provocó una tremenda expansión/inflación del espacio en muchos, muchos órdenes de magnitud. Algunos detalles están en el enlace. No estoy seguro de que un universo "infinito" sea la opinión predominante; simplemente mucho más grande que el universo observable.

La cuestión es que esta expansión exponencial del espacio, más rápida que la luz, aísla efectivamente diferentes partes del universo original, lo que significa que nuestro pequeño parche es solo parte de un todo mucho mayor. Al mismo tiempo, explica por qué el universo es "plano" y altamente isotrópico y homogéneo, y lo más importante para esta pregunta, aborda el "problema del horizonte".

La primera sección de la entrada de wikipedia sobre el factor de escala de crecimiento exponencial durante la época inflacionaria sería una lectura útil.

Entonces, ¿estás diciendo que el Universo, de hecho, tiene una curva? Porque si es completamente plano Y finito, eso implicaría un borde. Lo cual sería extraño y violaría la suposición de que no hay lugares "especiales" en el Universo.
@David Es "plano" (en el sentido de la curvatura del espacio-tiempo) a aproximadamente el 1%. La analogía 2d es imaginar una cuadrícula en la superficie de un globo. Si inflas masivamente el globo, el cuadrado de la cuadrícula en el que vives te parece plano. Pero no hay borde.
en.wikipedia.org/wiki/Shape_of_the_universe "Muchos libros de texto afirman erróneamente que un universo plano implica un universo infinito; sin embargo, la declaración correcta es que un universo plano que también está simplemente conectado implica un universo infinito. Por ejemplo, el espacio euclidiano es plano , simplemente conexo e infinito, pero el toro es plano, multiconexo, finito y compacto".
@David ¿Cuál es tu punto? No sabemos que vivimos en un universo exactamente plano. La oración de wikipedia simplemente significa que incluso si lo hiciéramos, no podrías decir que el universo era infinito.
Creo que solo estaba respondiendo mi propia pregunta :) Pero tu respuesta es la mejor que obtuve. Respuesta aceptada.

Si el Universo es infinito, entonces creció instantáneamente de cero a infinito en el momento del Big Bang.

Tenga en cuenta que este es un modelo posible de la Relatividad General (GR).

Pero lo más probable es que GR no sea aplicable en el momento del Big Bang, porque contiene singularidad.

¿ No ha sido siempre el universo infinito en extensión? ¿Incluso cuando todo lo que contenía estaba en el mismo lugar?
No creo que sea cierto, Dims. Lo que dijiste viola los principios básicos del Big Bang y las teorías inflacionarias. A saber, que después del Big Bang pero antes de la inflación, el universo era microscópico. Inmediatamente después de la inflación se hizo visible a simple vista, pero aún más pequeño que una pelota de baloncesto.
El Universo podría ser microscópico, si fuera finito. Pero la métrica FLRW dice que puede ser finito o infinito. Las observaciones dicen que lo más probable es que sea infinito, por lo que nunca fue microscópico. Pero cualquier unidad de longitud, como 1 megaparsec, si se propagaba en el tiempo, era microscópica.

El infinito también pertenece al tiempo, no solo a la gravedad. El tiempo simplemente no comenzó hace 14 mil millones de años, ¿qué fue antes de ese tiempo negativo? y no ha mencionado la materia oscura, que se supone que constituye el 75% de toda la materia del universo conocido. La gravedad, como usted dice, debería estar ralentizando la tasa de expansión y finalmente colapsar el universo cuando, de hecho, el universo se está expandiendo a una tasa cada vez mayor, ¿posiblemente causado por la compra de materia oscura?

Más de un Big Bang es probable en un número infinito de universos. Hubo una cantidad infinita de tiempo antes de que nacieras y una cantidad infinita de tiempo después de tu muerte. ¿Y qué es el tiempo? no más que una medida entre dos puntos

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En primer lugar, el universo no es infinito. Hay razón suficiente para refutar un modelo de universo infinito. En tal caso, el universo puede tener un comienzo. Las razones por las que el universo simplemente no puede ser infinito son tan antiguas como la época de Isaac Newton. El problema es la gravedad. En un universo infinito, la gravedad total de la masa que contiene sería infinita y todo el universo colapsaría en un espacio de densidad infinita, un agujero negro. En el caso de la expansión, las teorías modernas, como la inflación, describen con precisión ciertas características que observamos, como la CMBR (Radiación de fondo de microondas cósmica).

Esto está mal. La fuerza de la gravedad no sería infinita, porque la gravedad se debilita con la distancia. (Tampoco recomendaría usar la gravedad newtoniana para modelar el universo). Además, las mediciones (por ejemplo, de WMAP) respaldan la teoría de un universo infinito (o al menos muy grande).
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