¿Cuál es la curvatura del universo?

Comencemos con la ‘curvatura’ primero.

Si tomas un paño y lo pones en una bola, se volará. Esto se debe a que los grados de arco en la tela son más largos que en la pelota, y los pliegues se adaptan a eso. Por otro lado, para que una parte de la esfera quede plana, debe hacer cortes para permitir que la cosa se extienda. Entonces obtienes gores, como de qué están hechos los globos y algunas proyecciones en los atlas.

Puede obtener una curvatura negativa al poner más longitud de lo que soporta el espacio euclidiano, por lo que si coloca siete u ocho triángulos equiláteros alrededor de un punto (digamos de tela), la cosa se alborota y los volantes se vuelven más rápidos a medida que coloca más.

Cuando los científicos dicen que el espacio está curvado aquí y allá, es que hay longitudes variables aquí y allá hasta el ángulo. La idea de la gravedad de Einstein es que hay más longitud (como un volante) hacia el objeto pesado, y la línea recta divide la circunferencia en pulgadas, por lo que la luz parece doblarse bajo la gravedad.

El universo es en sí mismo una pieza de 3 tejidos, y no sabemos si los círculos realmente grandes son más largos (curvatura negativa) o más cortos (curvatura positiva) de lo que sugiere el modelo euclidiano. Si el universo fuera parte de una esfera grande, entonces los círculos se acortarían cada vez más a medida que el radio se agrandara. Si fuera más largo, entonces el espacio se agitaría lentamente.

Realmente no puedes detectar esto mirando la luz, porque el desmayo de algo es solo la ley del cuadrado inverso en la geometría euclidiana. En el espacio inestable, la luz se extiende de acuerdo con el ángulo, y si el espacio es más largo en el arco en algún momento, entonces la luz parecería más tenue.

El consenso general es que el universo es esencialmente plano (es decir, curvatura cero, y en gran escala es euclidiano). Pero el modelo de gravedad GRT supone que cerca de cosas realmente pesadas, los círculos tienen una circunferencia que equivale a un radio de R + GM / c², y las cosas se ponen interesantes cuando están cerca. Para la tierra, R = 6371.008 km, en promedio, y GM / c² es 4.43502938 mm, más o menos un micrón. ¡Entonces el espacio no se dobla bajo tus pies!

Así como la Tierra parece plana, pero es realmente una bola redonda, la geometría del espacio puede parecer simple pero podría deformarse para que también se envuelva. En este caso, no existe un modelo directo, pero por analogía con la Tierra, la “superficie” de una esfera de cuatro dimensiones sería un espacio tridimensional que se envuelve.
En tal geometría, las líneas en cualquier dirección eventualmente encontrarían su camino de regreso al origen desde la dirección opuesta. Otra posible geometría es el análogo tridimensional de la superficie de una forma de silla de montar. La curvatura del universo es el parámetro de propiedad que expresa cómo se deforma el espacio.
La causa de tal deformación del espacio sería el efecto de la gravedad, incluidos los contribuyentes desconocidos: materia oscura y energía oscura. La analogía de la pelota también debe extenderse para tener en cuenta la velocidad de la luz. Si es esférico, el universo debe considerarse como una hiperesuperficie en expansión . La luz en cualquier dirección iría pero llegaría muchos años después.
[astro-ph / 0501189] La forma del espacio después de los datos de WMAP proporciona una actualización sobre dónde la observación de la radiación de fondo cósmico deja la pregunta: ¿cuál es la curvatura del universo?

Es muy difícil medir la curvatura del universo por algunas razones. Algunos de ellos son:

Uno, todas las curvas de masa se espacian, por lo que es como medir la curvatura de un globo que tiene los dedos empujándolo hacia adentro en todas partes.

Otra razón es simplemente cuán extraordinariamente grande es. Usando un globo como ejemplo otra vez, imagina que huyes de un globo inflado, te sería difícil darte cuenta de que incluso es curvo; igual que los humanos en la tierra. Antes de que supiéramos algo mejor, pensábamos que la tierra era plana porque todo lo que sabíamos era lo que podíamos ver sin el uso de la ciencia y las herramientas.

Sin embargo, un estudio reciente, si puedo encontrar el enlace, lo agregaré más tarde, encontró que la curvatura es casi cero, lo que significa plano, pero no del todo. Descubrieron que la curvatura era apenas suficiente para determinar la distancia aproximada, comoving, del universo que era aproximadamente 250 veces nuestro universo visible. (Nuestro universo visible tiene aproximadamente 45.7 billones de años luz en cualquier dirección. No debe confundirse con el universo observable que tiene aproximadamente 46.5 billones de años luz en cualquier dirección).

Cosmos al menos 250 veces más grande que el universo visible, dicen los cosmólogos

Lanza una pelota de béisbol en el parque o en tu jardín. Si desea lanzarlo en una trayectoria más plana, deberá lanzarlo con más fuerza (más aceleración). Si desea usar menos aceleración, tendrá que lanzarlo en un ángulo más alto (hasta un punto). Acabas de observar cómo el tiempo y el espacio están interrelacionados. La curva (arco balístico) de su pelota de béisbol no es la curvatura del espacio-tiempo sino las leyes de la física que rigen la relación de aceleración (ingore masa ya que la masa de béisbol es constante para este ejemplo), el tiempo y la distancia siguen las mismas ecuaciones de relatividad general. Afortunadamente, a la escala de este ejemplo, las leyes de Newton son suficientes para describir las cosas.

Ricardo

Hasta donde hemos podido medir, el universo es plano (sin curvatura).