Contrariamente a las ilustraciones populares, ¿por qué el universo no es como un globo con galaxias solo en su superficie (dado que el Big Bang fue momentáneo)?

Coincidiría con la respuesta de Alan Bustany, y agregaría lo siguiente: la topología del mundo real no se conoce con certeza: lo que se observa como una esfera tridimensional en expansión puede ser, de hecho, un caparazón tridimensional incrustado en una dimensión superior. Lo curioso de algunas de las estructuras físicas (p. Ej., Agujeros negros y electrones), es que de alguna manera se modelan mejor como capas de 2 esferas en lugar de sólidos de 3 esferas. El tamaño y la masa de la esfera de Hubble se ajusta muy estrechamente a la ecuación del agujero negro para el radio ‘ r ‘:

r = 2MG / c ^ 2

Usando estimaciones razonables para la masa M del Hubble y la escala R , cuando la masa del Hubble se transforma en una esfera de 2 esferas de área múltiple 4 (pi) R ^ 2 , la densidad superficial Sigma es aproximadamente un kgm / metro ^ 2

Esto no está muy lejos de la relación obtenida cuando la masa de muones se extiende sobre un área de superficie en el rango del radio clásico de electrones

Sigma = (9.1 x 10 ^ 31) (206) / 4 (pi) [2.82 x 10 ^ -15] ^ 2 = 1.9 kgm / metro ^ 2

¡Quizás nuestro universo es simplemente un muón en transición a un electrón en otro universo más grande! En eso, terminamos nuestras especulaciones sobre el curioso mundo de las partículas como geometrías de conchas, con un escenario elocuente por Carl Sagan:

“Existe una idea, extraña, inquietante, evocadora, una de las conjeturas más exquisitas de la ciencia o la religión … una jerarquía infinita de universos, por lo que una partícula elemental, como un electrón, se revelaría como un todo universo cerrado Dentro de él, organizados en el equivalente local de galaxias y estructuras más pequeñas, hay una inmensa cantidad de otras partículas elementales mucho más pequeñas, que son universos en el siguiente nivel, y así sucesivamente: una regresión infinita hacia abajo, universos dentro de universos, sin fin . Y hacia arriba también. Nuestro universo familiar de galaxias y estrellas, planetas y personas, sería una sola partícula elemental en el próximo universo, el primer paso de otra regresión infinita “.

Estoy a punto de proponer una ley que prohíbe absolutamente el uso de la analogía de “expansión del globo”.

Hace más daño que bien.

Ahora … todos nosotros no cosmólogos … (eso es un gran grupo de personas …) amamos las analogías. Los uso constantemente. a veces me llevan por mal camino … la mayoría de las veces, proporcionan comprensión y reflexión sobre otros aspectos de una situación.

Los quoreanos somos muchos curiosos, pero nos falta el conocimiento matemático detallado que viene con una inclinación natural hacia las matemáticas y los años de estudio.

Entonces … con eso.

A partir de ahora, la Policía del Pensamiento Galaxy estará en tu puerta … siempre que uses la analogía del globo.

Sustituya esto: la imagen mental que es más útil para comprender la expansión del espacio es la analogía de “Pastel de pasas de uva” (marca pendiente …). A medida que el pastel se eleva en el horno, aumenta la distancia entre las pasas.

(sí, sí, lo sé … “bueno … ¿qué ven las pasas en el borde? ¡¡Bueno, esa es una analogía diferente … !! Concéntrate en el medio 1/20 del pastel … y mira AQUELLAS pasas … son analógicas ( oye, esa es una palabra …) para nuestra porción observable de la extensión del universo).

Puedo verlo ahora … “Pat sez, el universo observable es 1/20 del tamaño de todo el universo”. ¡No lo hagas! Acabo de arrojar esa figura.

Contrariamente a las ilustraciones populares, ¿por qué el universo no es como un globo con galaxias solo en su superficie (dado que el Big Bang fue momentáneo)?

El universo es como un globo con galaxias solo en su superficie, PERO en lugar de un múltiple bidimensional, el universo es un múltiple tridimensional.

Es difícil transmitir esta noción correctamente, especialmente en las ilustraciones populares. Hice mi mejor esfuerzo con la respuesta de Alan Bustany a ¿Cómo podemos imaginar la expansión del universo? Mira esa respuesta para ver los detalles sangrientos.

El Big Bang, por cierto, es la teoría completa de la expansión métrica del universo que continúa hasta nuestros días. Puede (o no) haber comenzado con una singularidad, pero el universo observable fue ciertamente mucho más pequeño, más denso y más caliente en el pasado. Pero no es una explosión, y el colector no necesita estar incrustado en un espacio demensional superior que está mayormente vacío.

Los fundamentos matemáticos de la teoría del Big Bang incluyen la teoría general de la relatividad de Albert Einstein junto con las teorías estándar de las partículas fundamentales. Su existencia, aunque debatida, es bastante bien aceptada, a partir de datos sobre el movimiento galáctico. Los científicos también han detectado una radiación de fondo cósmico de microondas o CMBR. Esto se recibe de todas las partes del Universo y se cree que es el calor que queda de la explosión original. Compararlo con un globo en expansión es válido porque nos permite ver que cada objeto en el universo se está alejando de los demás, debido exclusivamente a la expansión que está ocurriendo. La analogía se rompe cuando tratamos de ubicarnos ‘en’ el Universo. Existimos en un “marco” multidimensional por así decirlo, que se está expandiendo. Cada objeto en el marco es, en cierto sentido, estacionario. Los objetos se mueven dentro del marco, y el marco se expande, sin tener en cuenta ese movimiento. De hecho, nos hacemos más grandes, constantemente, a medida que el universo se expande, donde estamos. El espacio entre átomos y electrones se expande, al igual que el espacio entre la cocina y el comedor. No vemos esta expansión, porque estamos ‘dentro’ de ella. La explicación se convierte en matemáticas muy rápidamente, a partir de este momento. Solo te dejo con un enlace. Teoria del Big Bang

La demostración del globo es un ejemplo de menor dimensión, como la demostración de la lámina de goma de la gravedad. Si considera solo la superficie del globo, es un buen ejemplo. El espacio parece expandirse uniformemente, como la superficie del globo. Otra forma alucinante de pensarlo es que cada punto del universo está en el centro del Big Bang. No importa dónde se encuentre, parece que está en el centro de la expansión. Es por esto que las galaxias no están en la superficie de una burbuja causada por el Big Bang. Porque no hay una superficie tridimensional, por lo que podemos decir en este momento.

, ¿por qué el universo no es como un globo con galaxias solo en su superficie (dado que el Big Bang fue momentáneo)?

Todos los documentales / artículos presentan el universo como una esfera en constante expansión llena de galaxias. Pero dado que el Big Bang sucedió hace unos 13.800 millones de años y esa “esfera” se ha expandido desde entonces, ¿no debería la “esfera” observable tener galaxias solo en su superficie y estar vacía por dentro?

Es como un globo, pero se toma la analogía demasiado literalmente.

La superficie de un globo es 2D, el universo es 3D. Esa es la idea que te has perdido. Es el volumen del universo que se expande como la superficie del globo. Ignora el interior del globo, no hay equivalente en el universo, solo debes mirar la superficie del globo.

La analogía del globo es imperfecta. En la analogía del globo, las galaxias están en la superficie bidimensional del globo, y se supone que debes imaginar que no hay una tercera dimensión; El interior del globo no existe.

Esto puede ser confuso porque nuestro universo tiene tres dimensiones espaciales; No dos.

Una mejor analogía es una barra de pan de pasas para hornear. Las galaxias son las pasas. A medida que el pan se expande en el horno, aumenta la distancia entre todas las pasas. No hay vacío central y, si pretendemos que el pan se extiende hasta el infinito (no tiene bordes), tampoco hay un centro definible.

El universo, de manera similar, no tiene un centro definible (de manera equivalente, cada ubicación es el centro). Como no hay un punto central desde el que todo se está expandiendo, no hay una ubicación que sea preferentemente nula como resultado de la expansión.