¿Qué hay en el centro del universo?

Creo que su pregunta es sobre el tema, pero @RhysW ha vinculado una publicación muy útil para comprender por qué su pregunta es un concepto erróneo común sobre el Big Bang.

sin centro

No hay un 'centro' en el universo. En cualquier punto, un observador local afirmará que está en el centro del universo por la forma en que las galaxias se alejan de él. ¿Cómo es posible que sepamos esto? El universo parece ser homogéneo (tiene la misma estructura en todas partes) e isotrópico (no hay una dirección preferida). Si estas son de hecho propiedades del universo, entonces la expansión del universo debe ser la misma en todos los demás lugares (Ver: El principio cosmológico ).

Cómo difieren el Big Bang y las explosiones

Además, el Big Bang se diferencia de una explosión en los siguientes aspectos:

1) Las partículas involucradas en una explosión eventualmente se ralentizan debido a las fuerzas de fricción. Piensa en fuegos artificiales ( http://www.youtube.com/watch?v=qn_tkJDFG3s ). Las partículas se mueven más rápido en el instante de la explosión y se ralentizan monótonamente con el tiempo. La expansión del universo primitivo no sigue esta tendencia, aunque a veces la gente usa la palabra "explosión" para describir el enorme aumento volumétrico (un aumento por un factor de$\sim10^{76}$) que ocurrió entre$10^{-36}- 10^{-32}$segundos después del Big Bang, que acertadamente se llama inflación .

2) Una explosión implica la existencia del espacio. Para que se produzca una explosión, las partículas (ya sea que estemos hablando de materia o luz) deben tener espacio para explotar. Estrictamente hablando, la inflación del universo es una expansión de las coordenadas del espacio-tiempo, por lo que la palabra explosión no se puede aplicar realmente, ya que no había nada en el espacio-tiempo para explotar.

Estás malinterpretando la expansión del Universo. El Big-Bang no es una explosión: este es el momento en el tiempo en que el Universo tuvo una densidad (casi) infinita. Así que no hay centro en el Universo como no hay centro de la SUPERFICIE de la tierra (este es el análogo bidimensional más popular).

Desde este estado primordial de ultra alta densidad, el Universo se está expandiendo, se han formado átomos, se han formado estrellas y galaxias y ahora, a gran escala, la distancia entre dos cúmulos de galaxias continúa aumentando con el tiempo debido a la expansión.

En cierto sentido, cualquier punto que elija está en "el centro" del universo y en cualquier punto del universo, a gran escala, el universo se ve igual que en cualquier otro punto. Sin embargo, esto no es lo mismo que decir que el universo es infinito (pero podría serlo). La analogía con una explosión es pobre, ya que las explosiones se expanden en el espacio existente. Con el Big Bang el propio espacio se expande. Pero, por definición, el espacio no tiene un borde (si lo tuviera, habría un "metaespacio" que sería el espacio real, etc.), por lo que en todas partes está el centro y/o en ninguna parte lo está.

El universo no se expande alejándose de ningún centro per se. Todas las distancias se expanden uniformemente por todo el universo. Esto provoca tal efecto que para cada observador individual, parece como si todo el universo se alejara de él. Se puede demostrar usando esta figura (de google):

$A$representa el universo en un momento,$B$representa el universo en un momento posterior. Puedes notar (apenas) que$B$se amplía en una pequeña cantidad. Esto representa la expansión del universo. Ahora, supongamos que pones$B$sobre$A$como se muestra en$C$, entonces parece que el universo se expandió alejándose de$X$. Pero si los coloca como se muestra en$D$¡entonces parece que todo el universo se está expandiendo desde otro punto! Todo esto se debe a la expansión homogénea del universo.

¿Qué hay en el centro del universo?

Esta pregunta en Physics.SE: " ¿Ocurrió el Big Bang en un punto? ", que tiene una respuesta con más de 300 UpVotes, explica:

"La respuesta simple es que no, el Big Bang no sucedió en un punto. En cambio, sucedió en todas partes del universo al mismo tiempo. Las consecuencias de esto incluyen:

• El universo no tiene un centro: el Big Bang no ocurrió en un punto, por lo que no hay un punto central en el universo desde el que se esté expandiendo".

• El universo no se está expandiendo en nada: debido a que el universo no se está expandiendo como una bola de fuego, no hay espacio fuera del universo en el que se esté expandiendo.

Somos menos que una especificación en nuestro supercúmulo :

Hay una página web de Wikipedia: " Historia del Centro del Universo - La inexistencia de un centro del Universo " que explica:

"Un universo homogéneo e isotrópico no tiene un centro". - Fuente: Livio, Mario (2001). El universo en aceleración: expansión infinita, la constante cosmológica y la belleza del cosmos . John Wiley e hijos. pag. 53. Consultado el 31 de marzo de 2012.

Vea también este video de CalTech: " ¿Dónde está el centro del universo? ".

Si el universo se formó y se originó por una explosión del Big Bang, entonces debe quedar un espacio vacío en el centro del sitio de la explosión, ya que toda la materia está viajando a tremendas velocidades alejándose del centro, y debe haber más materia, estrellas. , galaxias y polvo, etc. cerca de la periferia actual o circunferencia u horizonte del universo actual. Como esa gran explosión tuvo lugar hace unos 13.700 millones de años, los límites exteriores de nuestro universo están a 13.700 millones de años luz del centro de la explosión del Big Bang.

¿Han descubierto nuestros astrónomos oquedad o vacío en algún lugar del centro del universo o no?

Acercándonos a la Vía Láctea (centro de esta imagen, pero no el centro del universo) vemos:

Las áreas azules cerca de nosotros son el vacío local , mientras que el área de la izquierda es el gran atractor .

La forma del universo, que podemos detectar/ver, es complicada: no es una simple esfera o una forma de pelota de fútbol, ​​que irradia desde un punto central. La medida actual de la edad del universo es 13.799±0.021 mil millones ($10^9$) años dentro del modelo de concordancia Lambda-CDM . Solo podemos ver y medir hasta ahora, y durante los últimos casi 14 mil millones de años, partes del universo se han vuelto más densas y partes se han separado.

Consulte estas páginas web de Wikipedia: " Universo observable " y " Cosmología observacional ", esto es de " Tamaño y regiones ":

El tamaño del Universo es algo difícil de definir. De acuerdo con la teoría general de la relatividad, es posible que algunas regiones del espacio nunca interactúen con la nuestra, incluso durante la vida del Universo, debido a la velocidad finita de la luz y la expansión continua del espacio. Por ejemplo, es posible que los mensajes de radio enviados desde la Tierra nunca lleguen a algunas regiones del espacio, incluso si el Universo existiera para siempre: el espacio puede expandirse más rápido de lo que la luz puede atravesarlo.

Se supone que existen regiones distantes del espacio y que son parte de la realidad tanto como nosotros, aunque nunca podamos interactuar con ellas. La región espacial en la que podemos afectar y ser afectados es el universo observable.

El universo observable depende de la ubicación del observador. Al viajar, un observador puede entrar en contacto con una región de espacio-tiempo mayor que un observador que permanece inmóvil. Sin embargo, incluso el viajero más rápido no podrá interactuar con todo el espacio. Por lo general, el universo observable se entiende como la porción del Universo que es observable desde nuestro punto de vista en la Vía Láctea.

La distancia adecuada —la distancia que se mediría en un momento específico, incluido el presente— entre la Tierra y el borde del universo observable es de 46 000 millones de años luz (14 000 millones de parsecs ), lo que hace que el diámetro del universo observable sea de unos 91 000 millones años luz ($28×10^9$ordenador personal). La distancia que ha recorrido la luz desde el borde del universo observable es muy cercana a la edad del Universo multiplicada por la velocidad de la luz, 13.800 millones de años luz ($4.2×10^9$ parsecs ), pero esto no representa la distancia en un momento dado porque el borde del universo observable y la Tierra se han separado desde entonces. A modo de comparación, el diámetro de una galaxia típica es de 30.000 años luz (9.198 parsecs ), y la distancia típica entre dos galaxias vecinas es de 3 millones de años luz (919,8 kiloparsecs ). Como ejemplo, la Vía Láctea tiene un diámetro de aproximadamente 100 000 a 180 000 años luz, y la galaxia hermana más cercana a la Vía Láctea, la galaxia de Andrómeda, se encuentra a aproximadamente 2,5 millones de años luz de distancia.

Debido a que no podemos observar el espacio más allá del borde del universo observable, se desconoce si el tamaño del Universo en su totalidad es finito o infinito.

Las estimaciones para el tamaño total del universo, si es finito, llegan tan alto como$10^{{10}^{{10}^{122}}}$ megaparsecs , implícita en una resolución de la Propuesta Sin Fronteras.

Según la propuesta de Hartle-Hawking : "El universo no tiene límites iniciales en el tiempo ni en el espacio".

El Dr. Brent Tulley publicó un artículo: " El supercúmulo de galaxias de Laniakea " ( preimpresión gratuita de arXiv ) y un video complementario asociado , junto con el directorio de Vimeo del Dr. Daniel Pomarède , específicamente este video: Cosmografía del Universo Local (versión FullHD) del cual se extraen estos se dibujaron imágenes, que muestran la forma de parte del universo tal como lo conocemos:

• Tome los datos WMAP y proyecte todas las galaxias dentro de los 8K km/s (1:18 en el video) en un espacio 3D:

Haga clic en la imagen para animar

Un primer plano de nuestra ubicación muestra el gran vacío local :

Al alejarse se revela parte del universo, vea el video vinculado arriba para obtener más información:

Actualmente se está estudiando la geometría amorfa del Universo, y la distribución a gran escala de las galaxias es similar a una esponja. La medida en el medio de la imagen representa 1.500 millones de años luz. la luz viaja en todas las direcciones, y en el momento del big bang, no había luz para viajar a ninguna parte, y al principio de la teoría del big bang, no había direcciones 3D que podamos concebir, ninguna definición de rectitud y borde, no hay distancia entre nada en una geometría conocida, en la teoría de supercuerdas 3D, 4D, 5D, 12D. Entonces, para encontrar la geometría que necesita, las matemáticas pueden convertirse en 12D/28D y nos confunden, la noción de centro es diferente en 12/20 dimensiones. La alta temperatura del Big Bang es anterior a los átomos, la luz, las partículas subatómicas, la materia, la gravedad, es anterior a la existencia de la geometría conocida,

El número de huecos en la esponja podría ser más de un billón de veces mayor que el número de átomos en el océano. Podría haber un MPC de Googolplex como una mota del total. Entonces, ¿dónde está el centro de eso? ¿Cuándo terminará el tiempo?

El Big Bang fue amorfo desde nuestro punto de vista, y en ese sentido se podría decir que es "masivo". Sus propiedades cósmicas, espaciales y físicas son inconmensurables (es una palabra agradable para decir inmensurable/sin relación).

Si imagina que nuestra vista de la radiación cósmica de fondo (13.800 millones de LY) tiene el diámetro de un átomo en el mar. El big bang quizás también ocurrió en otro átomo al otro lado del mar, por lo que la geometría no tiene una gradación de medida que pueda definirse dentro de la observación. Si el gran universo tiene una apariencia diferente a un Googolplex al cubo de un billón de años luz de distancia, será difícil descubrirlo.

Un objeto sin simetría o medida y sin límite no puede tener un centro. Tiene una medida de googolplex cúbico en lugar de un solo centro.

Por lo tanto, está haciendo una pregunta geométrica similar a "¿dónde está el centro en la superficie de una esfera y un aro"?

Así no es como funcionan las explosiones. Cuando la nitroglicerina explota, no deja un agujero en el centro. Al igual que una explosión, el big bang tampoco funciona de esa manera. En cualquier marco de referencia válido, el universo comenzó a expandirse a la velocidad de la luz sin dejar un agujero en el centro y el centro no es un lugar especial. Debido a las extrañas leyes del universo, no existe un único marco de referencia válido.

El universo sigue la relatividad general que se simplifica a la relatividad especial en ausencia de un campo gravitacional y en ausencia de objetos con una velocidad de escape que es una fracción significativa de la velocidad de la luz, sigue muy de cerca una versión de la relatividad especial donde la gravedad es un verdadero fuerza que no dobla el espacio-tiempo. Consulte https://physics.stackexchange.com/questions/19937/time-dilation-as-an-observer-in-special-relativity/384547#384547 para aprender cómo funciona la relatividad especial.

Según la relatividad especial, el universo no tiene centro. Cualquier objeto que no gire y que viaje a cualquier velocidad constante más lenta que la velocidad de la luz es un marco de referencia válido y, en su marco de referencia, el centro del universo es el lugar donde ocurrió el Big Bang. No existe una línea temporal que todos los observadores estén de acuerdo en que es el centro del universo. En cualquier marco de referencia, el centro del universo en ese marco de referencia no puede ser un lugar especial porque no es el centro en otro marco de referencia. Cuando miramos las galaxias cerca del borde del universo, vemos unas similares a las que ocurrieron cerca del comienzo del universo, pero en realidad solo estamos mirando hacia atrás a las galaxias de cuando tenían aproximadamente la mitad de la edad de nuestro universo en nuestro marco de referencia. Ellos' Son como galaxias mucho más jóvenes solo por su propia dilatación del tiempo y en su propio marco de referencia, en realidad son mucho más jóvenes. En cualquier marco de referencia, ¿qué sucede si estás cerca del borde del universo y estacionario? Te ves a ti mismo como si estuvieras cerca del borde. En otro marco de referencia, estás en el centro del universo y te mueves, y la aberración de luz que observas te hace percibir que no estás en el centro.

Eso es justo lo que predice la relatividad especial, pero en realidad, el universo no sigue la relatividad especial, pero algunos de los resultados que ya mencioné siguen siendo ciertos. El universo se está acelerando, por lo que las galaxias eventualmente se alejarán de nosotros más rápido que la luz porque el espacio mismo las está arrastrando más rápido que la luz. Probablemente vivimos en un universo De Sitter. Nuestro horizonte cósmico, la región del espacio que se aleja de nosotros a la velocidad de la luz en nuestro marco de referencia, se comporta como un agujero negro en el sentido de que veremos galaxias acercándose exponencialmente al horizonte cósmico sin llegar a alcanzarlo y obtener más se desplaza hacia el rojo sin límite a medida que se acerca.

Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/De_Sitter_universe