Pregunta originalmente respondida: si el universo no se expande en nada, ¿eso lo hace infinito? De ser así, ¿cómo podría eso explicar el Multiverso?
En la primera parte de su pregunta, presenta tres conceptos: el concepto de expansión del espacio, la visión intrínseca frente a la extrínseca de un espacio e infinito. Ahora, estos tres conceptos están realmente muy flojos y no hay relaciones necesarias entre ellos.
Primero echemos un vistazo al concepto de expansión. Lo que se entiende por expansión es el fenómeno observado de que todos los objetos que vemos parecen estar alejándose de nosotros. Cuanto más lejos están estos objetos, más rápido parecen alejarse de nosotros. Pero dado el principio cosmológico, cualquier observador en cualquier lugar, notaría casi lo mismo. En otras palabras, cada observador ve que un objeto distante se aleja a velocidades cada vez más altas. Parecería ser el caso de que las distancias entre los objetos aumentan lentamente con el tiempo de manera uniforme en todo el espacio.
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Hay dos analogías populares para describir esta situación, la lámina de goma infinita, que se estira uniformemente en todas las direcciones y el globo de goma inflado, que es un ejemplo finito. En ambos casos, el estiramiento de la superficie de goma da como resultado que cualquier punto marcado en esa superficie se separe más. Desde la perspectiva de cualquier punto, todos los demás puntos parecen estar alejándose de nosotros, los más lejanos son más rápidos que los más cercanos.
En el caso de la versión con globo de goma, las personas a menudo comentan que el globo está tomando más volumen después de la expansión que antes. El globo se ha expandido ‘en’ espacio 3-D previamente desocupado. Cada punto en la superficie del globo se ha movido hacia afuera desde el centro dentro del globo a una nueva ubicación en el espacio tridimensional.
Sin embargo, esas objeciones no son válidas para la analogía de la lámina de goma infinita, aunque quizás otras sí lo hagan.
Pero para ambos ejemplos, la mayoría de las personas tienden a mirar estos universos ‘de goma’ desde el exterior, desde el espacio tridimensional en el que viven. Esto se conoce como la vista extrínseca. Sin embargo, un habitante de tal universo no puede salir de su universo y mirarlo. La única perspectiva que tiene es desde el interior, la visión intrínseca. De hecho, desde esa perspectiva no hay una necesidad lógica de un espacio de integración, el universo es todo lo que hay. Lo que esto significa es que no podemos asumir la existencia de un espacio integrado como un elemento de la realidad.
Cuando uno hace la pregunta de en qué se está expandiendo un universo en expansión, está tomando una vista extrínseca de nuestro espacio, que asume un espacio incrustado. Esta no es una perspectiva que cualquier habitante de nuestro universo pueda presenciar. Él solo tiene la visión intrínseca. No hay nada afuera. Es en este sentido que podemos decir significativamente que el universo no se está expandiendo en nada.
Ahora, para su pregunta, si el universo no se está expandiendo en nada, ¿eso lo hace infinito? Bueno, la analogía del globo de goma muestra que este no tiene por qué ser el caso. Allí, la superficie del globo forma una superficie cerrada con un área finita, a pesar de expandirse en la nada. Esta área de superficie finita es todo el universo. Es finito, pero sin límites para sus habitantes.
La lámina de goma infinita tampoco se expandiría en nada, pero sería un ejemplo donde el espacio era infinito. Esto muestra que si nos estamos expandiendo hacia algo o no, no tiene nada que ver con si el universo es o no infinito.
En cuanto a nuestro propio universo, bueno, los mejores datos que tenemos hasta la fecha sugieren que nuestro universo es plano, más parecido a la lámina de goma que al globo, pero las barras de error en esa medición permiten la posibilidad de que nuestro universo sea ligeramente negativo o positivamente curvado. Si tiene una curva positiva, nuestro universo se parecería al globo de goma con un radio, mucho más grande que nuestro universo observable. Su radio sería del orden de 300 mil millones de años luz como mínimo. Pero incluso si el universo es plano o abierto, eso no significa matemáticamente que el universo debe ser infinito. Eso dependería de la topología global de nuestro universo. Hay espacios finitos hiperbólicos y euclidianos.
