¿El espacio-tiempo es finito en la ciencia moderna? ¿Se está expandiendo como parte del Big Bang en áreas que no tenían espacio-tiempo?

Estoy proponiendo un experimento mental para esto.

En el universo se observa una galaxia, a unos 13 mil millones de años luz de distancia: EGS-zs8-1
Un primer primer fotón (y bastante inteligente) fue expulsado hace mucho tiempo. Para este espacio de fotones estaba vacío. Otros fotones de la misma fuente nunca lo alcanzarían. Los fotones de otras fuentes aún no lo habían alcanzado. El espacio-tiempo no existía para este fotón. En realidad, el fotón ni siquiera se movía. Por lo que pudo saber, su fuente se estaba alejando a la velocidad de la luz. Flash, se fue. El fotón fue suspendido en el espacio. Luego, después de un largo tiempo colgado en el espacio, de repente hubo una colisión. ¿Que pasó? De alguna manera, un objeto que viajaba a la velocidad de la luz se estrelló contra el fotón.

El fotón con su aliento moribundo podía escuchar vítores: “¡Increíble, hemos visto luz de hace 13 mil millones de años!” El fotón se preguntó: “Acabo de nacer, ¿13 mil millones de años?”

¿Podría ser esta la verdad? ¿Que somos nosotros los que viajamos y que el fotón está colgando en el espacio vacío? Suena extraño, ¿no? Sin embargo, piensa en ello. Desde la perspectiva del fotón, esto es exactamente lo que está sucediendo. Nace y desde ese momento permanece en el mismo lugar al mismo tiempo. Y solo cuando algo lo golpee a la velocidad de la luz, se dará cuenta de que había algo más presente.

La respuesta a su pregunta: ¿sería posible que un fotón permanezca suspendido en el espacio sin perder energía o golpear otra cosa? Si esto es posible, entonces el espacio-tiempo sería infinito. Solo habría ahora, aquí. No hay espacio, no hay tiempo. Siempre. Al menos para ese fotón.

Es nuestra ignorancia que decimos que el fotón viaja a la velocidad de la luz. Según el fotón no se mueve. Nació en el espacio vacío sin moverse. Somos nosotros quienes viajamos a la velocidad de la luz. El fotón nunca lo vio venir hasta que fue demasiado tarde.

Piensa bien: somos nosotros los que nos movemos hacia lo desconocido, el borde. Nos topamos con fotones que nunca hemos encontrado antes. Esos fotones simplemente cuelgan en el espacio sin movimiento y nos estrellamos contra ellos a la velocidad de la luz. Miedo no lo es. Estamos chocando con objetos que estuvieron colgando en el espacio durante 13 mil millones de años y creemos que son esos objetos (fotones) los que se están moviendo.
Y realmente es el borde, lo desconocido. No podemos saber qué hay detrás hasta que nos golpee. O mejor, hasta que lo alcancemos. Porque viajamos a la velocidad de la luz y ni siquiera nos damos cuenta de esto.

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La parte del tiempo no es infinita. La parte espacial del espacio-tiempo puede ser, pero en este momento no lo sabemos. Los cosmólogos con los que he hablado me dicen que en el momento del Big Bang el universo ya era “vasto” y posiblemente de extensión infinita. Es casi seguro que no comenzó como un solo punto. Es solo la parte del universo que podemos observar que comenzó siendo más pequeña que un protón.

La expansión no se entiende como “dentro” de nada. Es la formación del espacio, como si cualquier parte del espacio que estaba allí al principio pudiera estirarse en las tres dimensiones en cualquier medida. Este es un concepto muy difícil de entender al principio e incluso en un segundo pensamiento, pero es lo que funciona en el contexto de la teoría general de la relatividad y coincide con todos los resultados medidos.

Hay algunas especulaciones sin evidencia de respaldo en este momento, que nuevos universos podrían formarse en universos existentes como el nuestro en sus propias versiones de big bangs, pero estos no ocuparían nada del espacio en nuestro universo. Puede ser como agregar algunas dimensiones ocultas de nosotros, o puede ser algo completamente diferente. Pero, como dije, esto es pura especulación.

Se cree que las nuevas mediciones de la radiación cósmica de fondo de microondas que nos llega unos 380,000 años después del Big Bang podrían ayudarnos a determinar si el universo es o no infinito. También es posible que las mediciones del LHC puedan ayudar con esto, pero por ahora, simplemente no sabemos la respuesta.

No hay una respuesta conocida a esta pregunta. Las mediciones del Universo Observable nos llevan a creer que tiene una geometría plana, lo que podría implicar un universo infinito. Sin embargo, esta geometría plana también podría ser un fenómeno local, mientras que el universo en su conjunto tiene una geometría no plana.

Básicamente, se utiliza la suposición de infinito espacial y, por lo tanto, infinito espacio-temporal porque simplifica las matemáticas. Si asumiéramos la finitud, también tendríamos que especificar las condiciones de contorno.

Sí, es porque el espacio-tiempo tiene un origen común y también con una explosión.

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