¿Cuál es nuestra ubicación en relación con el Big Bang?

Dado lo que sabemos sobre el espacio, el tiempo y el movimiento de las galaxias, ¿hemos o podemos determinar cuál es nuestra posición en relación con la ubicación proyectada del Big Bang? He leído algunos artículos introductorios sobre la superestructura y los movimientos de los cúmulos de galaxias, pero ninguno de ellos menciona específicamente el espacio en términos de posiciones relativas o absolutas relacionadas con la posición original del Big Bang.

Así que mi pregunta es, ¿nuestra comprensión actual de la estructura y el funcionamiento del Universo nos da una estimación lo suficientemente buena para determinar nuestra ubicación en relación con el Big Bang o nunca podemos adivinarlo, ya que cada punto de vista en nuestro universo se ve igual en todas las direcciones?

Relacionado: physics.stackexchange.com/q/136860/2451 y enlaces allí.

Respuestas (6)

Los teóricos cosmológicos actuales suponen que el universo es exactamente idéntico, sin importar desde dónde se mire, siempre que se mire al mismo tiempo. En el momento del Big Bang, las distancias entre dos puntos dados parecen reducirse a cero (o algún valor distinto de cero que supuestamente derivaremos de la mecánica cuántica). La conclusión es que el Big Bang ocurrió en todas partes, todo a la vez.

Así es también como se sale de las preguntas del tipo "¿fue el big bang un agujero negro?": a pesar de que tenía grandes concentraciones de materia en momentos cercanos al big bang, estaban repartidas por todo el espacio, lo cual es diferente que simplemente tener un grupo de materia con una extensión finita (lo segundo colapsaría en un agujero negro).

Eso es lo que esperaba que fuera la respuesta, pero no estaba seguro de dónde y cómo comprobarlo. Aunque todavía estoy un poco desconcertado sobre cómo el espacio comprimido en el universo primitivo evitó que se formaran singularidades y permitió que la materia escapara y llenara los vacíos, probablemente sea mejor dejarlo como una pregunta propia.
@Krof: el big bang también se considera correctamente una singularidad. Es solo un tipo de singularidad cualitativamente diferente de la singularidad de un agujero negro. En un espacio-tiempo que contiene una singularidad del big bang, TODAS las historias de los observadores terminan en la singularidad. EN un espacio-tiempo con un agujero negro, solo las historias de algunos observadores deben cruzarse con la singularidad y, por lo tanto, solo algunas de ellas terminarán.
Y, sin embargo, después de leer su respuesta, quiero preguntar "¿Sabemos dónde está el centro de masa del universo?" Si es limitado, debería tener uno.
Odio reutilizar esta imagen, pero... suspiro... imagina que el universo es la superficie de un globo que se está inflando. El 'Big Bang' es cuando empezó muy pequeño. ¡No sucedió en ningún lugar particular del universo (la superficie del globo)! Y lo más importante, A DIFERENCIA del globo, no tiene que haber ningún 'espacio' físico alrededor del globo. Solo queda la superficie del globo. Puede preguntar '¿dónde está el espacio alrededor del globo?' y no tengo que responder!
@Dmitry: el centro de masa tiene significado solo en el universo plano. Matemáticamente, requiere la noción de integración de vectores. Pero no existe tal noción en el espacio-tiempo curvo. Imagina la superficie de un globo. ¿Dónde está su centro de masa? La única respuesta razonable estaría en el centro del globo. Pero ese punto no se encuentra en la superficie, por lo que la pregunta simplemente no tiene sentido desde el punto de vista de la superficie.
@Greg: je, me encanta cómo todos hablan de globos cuando explican la relatividad :-)
@Marek: Sí, globos y trampolines.
@Marek: el problema también aparece incluso antes de eso. Incluso en una teoría newtoniana de espacio plano, el concepto del centro de masa de una distribución de masa homogénea infinita está mal definido: todos los puntos dentro de la distribución son equivalentes, por lo que no tiene sentido seleccionar un punto "especial" y llamarlo el centro de masa. Lo mismo ocurre con los modelos cosmológicos FRW: tienen simetría total de traslación y rotación. No es posible que tengan algún punto especial como un 'centro de masa'.
@Jerry: muy buen punto, no lo he pensado de esta manera. Sin embargo, matemáticamente su problema radica en la no compacidad y la no convergencia de las integrales. No es realmente un problema de simetría per se. Es decir, la bola es rotacionalmente simétrica, pero aún tiene un centro de masa en... bueno, centro :-)
mira este enlace: futurism.com/…

Piense en el Big Bang de esta manera: si tomara todas las trayectorias posibles que un objeto podría tomar a través del universo y las rastreara todas hacia atrás en el tiempo, eventualmente todas se unirían. Esa "fusión de trayectorias" es el big bang; todos los objetos, y de hecho todo el espacio, habrían estado en la misma posición. Entonces, no hay un punto en el universo que pueda considerarse la ubicación del Big Bang.

Más cuantitativamente, la métrica FLRW, que es cómo caracterizamos el universo como un todo en la relatividad general, incluye un factor de escala a que caracteriza la escala relativa del universo en diferentes momentos. Específicamente, la distancia entre dos objetos (debido únicamente al cambio de escala) en diferentes momentos t 1 y t 2 satisface

d ( t 1 ) a ( t 1 ) = d ( t 2 ) a ( t 2 )

En este momento, a se hace más grande con el tiempo. Pero si imaginas que la expansión del universo se desarrolla a la inversa, eventualmente regresarás a un "tiempo" en el que a = 0 , y en ese momento todos los objetos estarían en la misma posición. Esa es la gran explosión. (Adaptado de otra respuesta )

Nuestra ubicación está a unos 13.700 millones de años luz de distancia en el tiempo.

El año luz no es una unidad de tiempo. (A menos que use unidades geométricas donde C = 1 , pero entonces ¿por qué no decir simplemente "año"?)

Creo que Henry hizo estos videos de física de dos minutos ( ¿Dónde estuvo el Big Bang? y Ciencia, religión y el Big Bang ) especialmente para ti:

Como respuesta corta, ¡el big bang sucedió en todas partes! Entonces, cualquiera, en cualquier lugar (para ser súper cauteloso y conservador en un marco inercial) puede decir que he estado en el centro del Big Bang :)

Es teóricamente posible, pero bastante difícil, determinar la posición en la que estaríamos si nuestro movimiento propio tuviera velocidad cero.

El grupo local al que pertenece nuestra galaxia tiene un movimiento propio de unos 61 km/s. Nuestra galaxia y el Sol dentro de la galaxia tienen una velocidad aún mayor, pero la dirección está cambiando a medida que el Sol completa sus revoluciones alrededor del centro galáctico.

Entonces, combinando todas estas velocidades e invirtiendo todas las dinámicas, encontrarás un punto donde estaría nuestra Tierra si no se moviera desde el Big Bang.

Pero no encontrarás nada especial allí.

Posiblemente será más o menos en la dirección opuesta a la dirección hacia el Gran Atractor.

texto alternativo

Big bang ocurrió en algún lugar en el medio... bordes... y en todas partes a la vez.

@voix +1 Me encanta este comentario.
te estás perdiendo la leyenda "todas las cosas buenas están aquí" que apunta al lado opuesto de la galaxia...
No voté en contra, pero esto no es muy explicativo.
¿Cuál es nuestra ubicación en relación con el Big Bang?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v