¿Por qué se supone que la singularidad en el modelo Big Bang era más pequeña que un átomo (más detalles a continuación)?

Por definición, un ” punto ” (o una ” partícula puntual “) es “una entidad que tiene una ubicación en el espacio o en un plano, pero no tiene extensión”, pero entiendo lo que quiere decir, y es una buena pregunta : Como de todos modos estamos especulando acerca de las “fluctuaciones cuánticas”, ¿por qué no comenzar con algo más sustancial, en lugar de algo increíblemente pequeño?

La respuesta a sus preguntas es, en ambos casos, las “singularidades” del Big Bang y del agujero negro son construcciones teóricas altamente especulativas , con anclaje cero en la ciencia empírica u observacional. Sin embargo, los dos “tipos de singularidad” son opuestos casi completos (ver ” Manzanas y naranjas (Singularidades comparadas) “) – la ciencia no lo sabe .

En teoría, se dice que la longitud de Planck (1.6E – 35 m) es la “distancia significativa más corta”, la distancia que recorre la luz en el espacio libre en un tiempo de Planck (5.4E – 44 s). Aquí está la ilustración de Alan Guth (elogiado “inventor” de la teoría de la inflación ) para su artículo ” La inflación y la nueva era de la cosmología de alta precisión ” (MIT Physics Annual, otoño de 2002):

Fuente de la imagen: documento de Guth, Figura 4, página 35

La mayoría de los artículos / artículos coinciden en que el Universo previo a la inflación era “mucho más pequeño que el diámetro del protón 1E-15”, pero este es el único caso que he visto en el que el autor llegó profundamente a la Era de Planck , mostrando el diámetro 1E-50 cm. , no menos de 15 órdenes de magnitud más pequeñas que la longitud de Planck (¡y 35 órdenes de magnitud más pequeñas que el protón!). No muy creíble, OMI.

Tres cosas me sorprendieron cuando vi por primera vez la ilustración de Guth (hace mucho tiempo):

(1) El factor de expansión que se muestra se desvía enormemente : ¡ 25 órdenes de magnitud ! – de su texto, donde el factor de expansión mencionado es “al menos 1E26”.
(2) El resultado de la “inflación” de Guth es un Universo con un diámetro de alrededor de 100 cm. ¿Cómo puede este medidor adicional ayudar a resolver los problemas de horizonte y planitud ?
(3) Nadie en la etapa de revisión de papel (o posterior) parece haber reaccionado a tales errores graves y otras inconsistencias. Tal vez soy demasiado exigente?

Así es como debería verse el gráfico, suponiendo ≈ 13.8 mil millones de años de “expansión universal” de velocidad de la luz lineal, excepto por la “era de la inflación” (de 1E – 35 s a 1E – 32 s), durante el cual el Universo supuestamente se expandió exponencialmente por un factor de “al menos 1E26”.

Crecer de 1E – 25 cm a ≈ 15 cm en 1E – 32 s significa que la tasa de crecimiento (la velocidad por la cual la “superficie virtual” del “Universo en expansión” se movió hacia afuera desde T 0) excedió la velocidad de la luz en un factor de ≈ 5E23 ) Aún menos creíble, OMI.

La pregunta está mal formulada, en parte porque su intuición sobre cómo se comportan las cosas está conformada por un entorno muy específico, uno de objetos relativamente grandes que se mueven lentamente uno con respecto al otro en un espacio plano. Si está buscando una respuesta intuitiva que tenga sentido para usted, no va a suceder, porque su comprensión intuitiva de cómo se comportan las cosas fundamentalmente no se aplica a situaciones como las singularidades.

La singularidad al comienzo del universo (si existe, el Big Bang es el modelo más aceptado del origen del universo, pero no es el único) no podría tener kilómetros de diámetro porque no puede tener un diámetro. La singularidad no es un objeto que flota en el espacio. El espacio está dentro de la singularidad. No puede medir la dimensión de la singularidad porque no hay espacio para que flote en ella; La idea de medir su tamaño de la forma en que piensas, como si fuera una pelota en el espacio que tiene una distancia que describe su diámetro, fundamentalmente no tiene sentido.

Los modelos matemáticos que tenemos sugieren que una singularidad es un punto de densidad infinita. No “densidad realmente alta”, sino densidad infinita. Nuevamente, ese no es un concepto que la intuición esté equipada para manejar. (¿Estos modelos describen con precisión las condiciones iniciales del universo? Todavía estamos trabajando en eso).

Del mismo modo, el universo primitivo no estaba dominado por “cosas”. Piensas en las cosas como materia. Estás hecho de materia. Interactúas con la materia. Tienes experiencia intuitiva e íntima con la materia. Piensas en “cosas” como materia. La materia tiene ciertas propiedades. Una de esas propiedades es que ocupa espacio, debido a una propiedad llamada exclusión de Pauli.

El universo en el que vives está dominado por la materia; el universo primitivo no era. Cuando piensas que todas las “cosas” con las que estás familiarizado (rocas, árboles, autos, planetas, soles) están comprimidas en una singularidad, piensas en ellas como un montón de cosas que son metidas en una maleta, porque así fue como evolucionó tu intuición.

Por lo tanto, los modelos mentales como “tamaño” y “cosas” no se sostienen al comienzo del universo. ¿Eso significa que el universo se originó en un solo punto? Esa sigue siendo una pregunta abierta. Sin embargo, no se originó en un punto que era una gran bola de cosas a miles de kilómetros de diámetro que flotaba en el espacio y explotó repentinamente, eso es algo que podemos predecir con confianza. 🙂

Es una extrapolación en el tiempo de la dirección del movimiento actual, donde el espacio está expandiendo todas las direcciones.

El hecho de que el universo es isotrópico y espacialmente plano a grandes escalas puede explicarse proponiendo que una vez fue infinitesimalmente pequeño y se expandió enormemente, alisando así las arrugas.

Un tamaño inicial más grande que ‘infinitesimalmente pequeño’ requiere una explicación diferente de la suavidad del universo.

Solo sabemos que el universo era más pequeño y más denso cuanto más nos adentramos en el pasado.

Tenemos buenas teorías que explican cómo fue la expansión del espacio-tiempo desde el universo primitivo hasta ahora.

Pero si aplicamos esas teorías a edades del universo cada vez más jóvenes, no tienen ningún “fondo de roca” donde detenerse, parecen implicar que a medida que avanzamos a etapas cada vez más tempranas, el universo debe haber sido más y más denso y más pequeño y más denso, y no conocemos ningún mecanismo que pueda cambiar eso.

Entonces, aplicar las teorías bien entendidas nos lleva a un punto en el pasado muy lejano donde toda la energía en el universo se condensó en un solo punto adimensional de densidad infinita, pero lo más probable es que sea solo un defecto de la teoría, es solo un aproximación, funciona bastante bien para todas las circunstancias, pero desde el principio. Cuando lleguemos allí, algún otro principio aún desconocido debe estar presente, evitando que sucedan infinitos.

Esta es la razón por la cual algunas personas creen en universos continuos, y algo existía para bigbang, y ahora también cuando alcanzaremos una densidad mínima crítica, el universo colapsará nuevamente. Este colapso se detendrá justo antes de un punto críticamente denso (no igual a la singularidad) y luego se expandirá desde ese punto en lugar de una singularidad.

Esto es equivalente a pensar en la existencia de agujeros de gusano en lugar de agujeros negros solos.

Sí, esto también siempre me ha intrigado. ¿Cómo podrían comprimirse 750 mil millones de galaxias en el tamaño de una cabeza de alfiler? He leído esto una y otra vez y, francamente, es una exageración. Pero entonces, ¿qué era este preuniverso? Sugerí que era un disco lanzado desde un enorme Agujero Negro en el centro de un versículo múltiple que se contrae rítmicamente y se expande por toda la eternidad.

Buena pregunta, aquí está X-Point-A, The Start of Creation, también conocido como The Big Bang.
X-Point-A Big Bang representado en la función de onda de la realidad como sugeriría la mecánica cuántica.

Nunca he escuchado a nadie plantear una hipótesis más pequeña que un átomo, solo que sería muy pequeña, tal vez no más grande que un estadio de fútbol, ​​y que cada galaxia podría condensarse al tamaño de una cucharada y cada planeta, más pequeño que un átomo, en ese 99.9999% del tamaño de un átomo / espacio está vacante, al igual que un sistema solar y una galaxia, cada salto posterior, moviendo el decimal una docena de espacios a la IZQUIERDA, de modo que la porción del espacio “no vacante” de una galaxia. 00000000000000000000000099999%.

No conocemos un aspecto más fundamental del universo que evite el colapso hasta cierto punto, una vez que la gravedad se haya vuelto tan fuerte que anule todos los demás aspectos. Esto es una paradoja, todavía no sabemos cómo responder.

Es una singularidad desde un punto de masa cero, energía cero, tiempo cero, espacio cero.
No tanto que fuera muy pequeño.