¿Cómo puede el universo, si es finito, no tener un centro pero tener un CMBR equidistante?

Su pregunta sería válida si el universo fuera 3D simple y estuviéramos dentro del globo que usted mencionó en su pregunta.

Pero lo fascinante del universo es que, en lugar de acostarnos en el centro del globo, nos acostamos en su superficie. Llega el concepto de espacio-tiempo. Si mantuviste una hormiga en la superficie de una pelota simple, encontraría exactamente lo mismo en todas las direcciones, independientemente de su posición en la superficie de la pelota. Igual es el caso con nosotros. Si la teoría de la relatividad de Einstein es realmente cierta, entonces el argumento presentado por los astrofísicos de que encontraríamos los rastros exactos de radiación independientemente de nuestra posición en el universo es correcto. Porque entonces no existiría ningún borde identificable del universo y ningún centro identificable.

Considéralo de esta manera. Coloca una hormiga en la superficie del globo y luego amplíala. Entonces el globo se estira igualmente a lo largo de su superficie. Del mismo modo, desde el Big Bang, la expansión del universo es uniforme a lo largo del tejido espacio-temporal. Por lo tanto, trazas iguales de radiación están presentes en todas partes.

Las estrellas, galaxias, planetas y nosotros no se encuentran dentro de la curvatura del espacio-tiempo. Más bien nos acostamos en su superficie. Es una cosa multidimensional, por lo que el concepto es un poco difícil de entender. 🙂
Espero que haya sido útil 🙂

El CMBR ocurrió en un momento específico. Se puede interpretar como la vibración de la superficie del globo en el análisis antes mencionado. Por lo tanto, cada observador observará valores similares de CMBR.

El CMBR también se denomina la luz más antigua del universo y debe desplazarse hacia el rojo en una escala de tiempo más larga.

¿Por qué no hay un centro del universo?

Cada observador en el universo tiene una representación visual diferente de él. Si los observadores están más separados que el tiempo de creación de las galaxias, tendrían diferentes mapas estelares del universo conocido. Por lo tanto, los mapas estelares visuales no pueden ser utilizados para transmitir la ubicación del sistema estelar en casa por un alienígena visitante

También está el hecho del movimiento de todo el universo. De naturaleza rotativa y direccional. Debido a la escala y magnitud del big bang, el centro puede no estar definido en absoluto. Imagina un globo lleno de líquido y explotado. Su centro no existe pero su contenido existe y viaja hacia afuera debido a la fuerza de la explosión. Dado que las energías explosivas están generando campos de gravedad que a su vez están generando materia.

Gracias por la A2A

La geometría del universo puede ser tal que todas las superficies de tiempo de movimiento constante, es decir, cualquier sección espacial en un momento dado después del Big Bang es una esfera tridimensional: es decir, cada sección es un espacio compacto sin límite que tenga una curvatura positiva constante y un volumen finito.

En este caso, el universo no tiene centro, es finito en cada tiempo comoving, y todos los puntos en él son equivalentes.

El fondo cósmico de microondas visto en cada punto después del tiempo de desacoplamiento, se origina en el momento del desacoplamiento en una superficie que es la intersección del cono de luz hacia atrás en el punto dado en el universo con la sección espacial que corresponde al tiempo de movimiento en desacoplamiento

Esta será una cierta esfera bidimensional en el pasado distante de cualquier punto dado del universo.

Cualquier punto puede considerarse como el centro del universo en tal geometría. O puede decir que no hay centro: no tiene posibilidades.

Entonces, lo que pides es muy posible. Solo se requiere que la densidad total de materia y energía sea mayor que crítica de hecho, y la métrica de FRW tendrá las propiedades requeridas y será una solución de las ecuaciones de Einstein.

Primero pensemos en la superficie de una esfera. Marque dos puntos en él y mida la distancia entre ellos. Ahora el volumen de la esfera se expande. Ahora mida la distancia entre los dos puntos. Sí, están más separados en la superficie. Cada punto retrocede uno del otro, es decir, todos los puntos de la esfera retroceden entre sí a medida que aumenta el volumen de la esfera. Ahora, si seguimos la expansión de la esfera en el tiempo, los puntos que marcamos se acercan cada vez más. Entonces lo seguimos todo en el tiempo casi hasta donde la esfera se convierte en un punto. Cuando imaginamos que la esfera se expande desde el punto, ¿cómo identificamos dónde estaba el centro? La respuesta es que está en todas partes.

Así que pensemos en esto. La superficie de nuestra esfera es de 2 dimensiones que son curvas. Hay una dimensión oculta más que nos da nuestro volumen. Para aplicar esto a nuestro universo, ahora debemos imaginar un volumen tridimensional con una dimensión oculta. Funciona de la misma manera que en nuestro ejemplo anterior, pero en lugar de dos dimensiones curvas tenemos 3. Pero se aplican las mismas reglas.

También puede probar esto con 1 dimensión más una dimensión oculta, que es un círculo. Imagínelo como una banda de goma circular sobre la mesa. Marque dos puntos en la banda elástica y estire la banda elástica alrededor de algo más grande y circular como una botella. Observe que sus puntos están más separados. Lo mismo aplica.

Déjame abordar el CMBR. Desea encontrar lo que parece retroceder más rápido. En el ejemplo de la superficie de una esfera, dos dimensiones curvas. Imagina mirar lo más lejos que puedas. Debido a que este punto está más lejos, parecerá que está retrocediendo más rápido porque hay más superficie entre el observador y el objeto y esa superficie se está expandiendo en cada punto en todas las direcciones. No importa en qué dirección mire con el mismo espejo, verá la luz más antigua a la misma distancia que parece retroceder más rápido.

Es perfectamente lógico que la radiación de fondo de microondas se encuentre en un cierto radio de la Tierra siempre que el universo se expanda “como una carga de pan”, de manera uniforme. En ese caso, el CMB es solo la parte del universo que está “ahí afuera” un poco menos de 13.8 mil millones de años en todas las direcciones.

La analogía del globo expresa la idea en un espacio bidimensional (la piel del globo). Se supone que esto lo ayudará a imaginarlo (no es fácil) en un espacio de 4 dimensiones. El punto es este. Si pinta algunos puntos en la superficie del globo, ya que está inflado, los puntos permanecen pegados a la superficie en la que fueron pintados. No se mueven desde sus posiciones originales aunque parezca que se están separando el uno del otro. Tampoco se están alejando de un punto en particular. En cambio, todos se están alejando el uno del otro. El área de la superficie del globo aumenta de manera análoga al aumento del espacio mientras las estrellas todavía están “pegadas” a sus lugares en el espacio.

Creo que la confusión expresada en esta pregunta deriva de no ser capaz de captar un tipo uniforme de expansión (todos los puntos igualmente separados entre sí) y caer en la trampa, incluso después de reconocer la naturaleza uniforme de la expansión, al pensar en se expande hacia afuera desde un centro.

Como dice Barrack Obama con tanta frecuencia, si fuera fácil, usted sería presidente y respondería preguntas tontas sobre Quora. (Está bien, él nunca dijo eso. Pero podría haberlo dicho, ¿verdad?)

El universo puede ser infinitamente grande en el espacio, pero ciertamente no es infinitamente viejo en el tiempo. El CMB es lo que parecía hace 13.700 millones de años: caliente, denso y casi homogéneo. Las cosas de las que estamos hechos también se veían así, hace 13.700 millones de años, pero para ver esa luz, tendrías que estar situado a 13.700 millones de años luz de donde estás actualmente. (Nota: estoy ignorando los efectos de la expansión, la distancia comoving y otras sutilezas, para mantener la respuesta simple).

Así que no importa dónde te encuentres en un universo espacialmente infinito, cuanto más lejos mires, más vieja es la luz que ves … y cuando miras cosas a 13.7 mil millones de años luz de ti, verías lo mismo difuso resplandor de gas caliente y homogéneo que se ve desde la Tierra. Excepto que el resplandor difuso que ves desde otro punto de vista provendría de diferentes partes del universo. De hecho, si está lo suficientemente lejos, una parte del CMB que ve puede provenir del gas que, miles de millones de años después de que emitió esa luz, continuaría formando el sistema solar en el que vivimos hoy.

Si perdona su crudeza, aquí hay una ilustración simple de esto:

Hola James, gracias por A2A. Aquí hay algunos pensamientos:
1. Tenemos que superar las metáforas de explosión y estar preparados para el pensamiento contraintuitivo para tener una idea de lo que ocurrió “hace mucho tiempo” para comenzar el ciclo de lo que llamamos “espacio-tiempo”.
2. El espacio-tiempo no explotó en el espacio, era espacio y era tiempo, y no estaba compuesto de partículas y piezas como lo que vemos a nuestro alrededor hoy. Se describe como una singularidad, un poco de todo lo que alguna vez sería.
3. No ocurrió ” allá “. Ocurrió en todas partes .
4. En este modelo, el “borde” del espacio-tiempo sigue siendo el borde del espacio-tiempo. El borde en expansión.
5. No estaba allí, estaba justo aquí y nosotros también. Así fue el tiempo, también lo fue el espacio. Todavía estamos dentro de ese poco de proto-espacio-tiempo.
6. No había luz en ese momento. La luz llegó más tarde durante la época de la recombinación (cosmología).

Lo que la analogía del globo no trae es la parte del tiempo de viaje ligero de la ecuación. Eso es lo que necesitas para explicar el aspecto equidistante.

Imagine que en este momento se produjo una pequeña explosión en todas partes en la superficie del globo. En su posición, oiría la explosión local de inmediato. Y luego, un segundo después, oiría un conjunto más débil de explosiones a su alrededor, en un círculo a 340 metros de distancia en todas las direcciones, según la velocidad del sonido. Y así. Y cualquier otro observador en el globo experimentaría lo mismo.

Considere que el universo comenzó como un único punto infinitamente denso. Todo el asunto en el universo comenzó en este punto. A diferencia de una explosión que mueve la materia en el espacio, el Big Bang creó el espacio y se expandió en todas las direcciones, por lo que todo se expandió lejos de todo lo demás y todo parece estar en el centro del universo desde su perspectiva.

Tengo cada vez más problemas con la analogía del globo. Digamos que nos quedamos con la analogía de que nuestra Vía Láctea se encuentra en algún punto particular de la piel del globo. La piel tiene que ser al menos tan gruesa como el objeto de mayor escala que tiene, lo que supongo que podría ser el grupo local alrededor del Gran atractor. Ahora, si apunto mi telescopio al objeto más distante de la Vía Láctea, estaría describiendo un poste directamente a través del centro del globo y vería una galaxia siendo la más distante.

Quizás el globo es mucho más grande. Para eliminar ese problema de una galaxia, inflemos el globo para duplicar su diámetro anterior, de modo que a 13 mil millones de años luz ya no pueda ver el lado lejano del globo, sino solo aquellos objetos que se encuentran alrededor de lo que sería el ecuador de ese polar eje que describí previamente. Ahora, mirando ese ecuador, y suponiendo que las curvas de luz sigan la piel del globo, veo galaxias uniformemente dispersas por todas partes en el cielo, a menos que apunte mi telescopio hacia la piel exterior del globo, en cuyo caso no hay nada allí, o si lo apunto a algún lugar remoto cerca del centro del globo, en cuyo caso nuevamente veo un cielo vacío. Eso nunca pasa.

Claramente, un globo es una analogía simplificada y la morfología del Universo real tiene que ser muy diferente de esa analogía para no tener centro.

Si es finito, entonces tiene un centro. Que bien puede estar fuera del universo visible.

Estás olvidando que la luz tarda un tiempo limitado en viajar.

El fondo cósmico de microondas ha estado en todas partes en el globo desde su origen cuando el universo dejó de ser opaco después de la Recombinación (cosmología) de electrones y protones, en todas partes del universo, produjo átomos de hidrógeno y fotones.

Los fotones CMBR se distribuyen uniformemente en el universo, viajan en direcciones aleatorias y desde entonces la expansión del universo se ha desplazado hacia el rojo a frecuencias de microondas.

Elija un número en una línea numérica de enteros negativos y números enteros que se extienda infinitamente en direcciones negativas y positivas.

Cualquiera que sea el número que elija, los números infinitos continúan en ambas direcciones. Si cada número hiciera un ruido, no habría diferencia entre la suma de ruido en ambos lados. Y sin embargo, no puedes llamar a ese número el centro.

Las imágenes de computadora que ve de CMBR no son imágenes del cosmos como existe hoy, sino representaciones de recuerdos de lo que solía ser el cosmos. No puedes tener un centro de algo que ya no existe. El universo no es finito; Es infinito. Irradia energía blanca caliente desde algunos centros de presión gravitacional de sí mismo mientras absorbe la gravedad en movimiento hacia centros vacíos más oscuros y fríos. No hubo comienzo ni habrá un final, ya que el proceso se alterna.

Si el universo es finito, tiene un centro
Sin embargo, la teoría de la inflación afirma que el universo no tenía un centro cuando golpeó, EL CENTRO ESTÁ EN TODAS PARTES

El CMBR es equidistante porque se detuvo aproximadamente en el mismo momento en todas partes del Universo.

En mi humilde visión no científica, habría pensado que el centro del universo sería su punto de origen, donde comenzó el Big Bang.

El CMBR está presente en todas partes. No es distante en absoluto. Llena todo el espacio en cada dirección.