¿La cantidad de materia en el espacio es infinita? ¿Por qué o por qué no?

Hay dos cantidades de interés en esta pregunta:

  • La densidad de masa en el universo observable
  • El volumen del universo

La cantidad de masa es el producto de los dos.

La densidad de masa del Universo es una cantidad medida y es aproximadamente [matemática] 10 ^ {- 28} \ text {kg / m} ^ 3 [/ matemática] o en unidades más sensibles o la masa de 1 protón en cada [matemática ] 1 \ text {m} ^ 3 [/ math].

Cuando se le pregunta sobre el volumen del Universo, hay dos volúmenes posibles que podrían significar. El volumen del Universo observable, que es finito y se trata de [matemáticas] (15 \ text {mil millones de años luz}) ^ 3 [/ matemáticas]. La masa en el Universo observable es finita con una masa igual a aproximadamente [math] 10 ^ {80} [/ math] masas de protones o en unidades más sensibles, aproximadamente la masa de 100 mil millones de galaxias.

La segunda cantidad es el volumen de todo el universo. No sabemos el volumen de esto, pero sabemos por las mediciones de la radiación de fondo cósmico de microondas que es al menos un factor de 1000 más grande que el Universo observable.

Muchas teorías cosmológicas predicen que el volumen de todo el universo es infinito. Por ejemplo, si el Universo comenzó después de un evento de túnel cuántico Coleman-DeLuccia, entonces el volumen es infinito. Si este es el caso, entonces la cantidad de masa en el Universo es infinita.

Es posible tener un universo finito, y en este caso, la cantidad de masa en el universo es finita.

Esta es posiblemente una de las preguntas más difíciles, aunque interesantes, que uno puede plantear.

Mire este enlace antes de continuar.

http://www.astro.ucla.edu/~wrigh

El diagrama muestra que probablemente solo podamos ver una pequeña porción del universo real. Lo que vemos es solo nuestro propio vecindario. Lo que está más allá de esto o hasta dónde llega es bastante desconocido. Entonces, para todos los efectos, nuestro universo conocido es finito, así como toda la materia en él.

A continuación hay un enlace a un blog con una respuesta muy astuta. Básicamente dice que cuando nos ocupamos de un volumen de espacio finito y conocible, entonces la materia que se encuentra dentro es finita.

Sin embargo (aquí está el pero), la teoría cuántica establece que la densidad de energía en el vacío es infinita, lo que permitiría la posibilidad de materia infinita (aunque virtual) dentro de un volumen específico de espacio. En realidad, sabemos que existe energía de vacío, pero no cuánto (tercer enlace).

http://www.physicsforums.com/sho
http://en.wikipedia.org/wiki/Cas

Los datos para algo más allá de esto no existen y solo pueden ser especulativos. La teoría cuántica es aceptada en muchos círculos, pero algunas de sus ideas aún no están probadas (pero se prueban con frecuencia).

Solo si el Universo mismo es infinito. Depende de la densidad promedio de la materia en el universo. El universo será infinito si la densidad de la materia es menor que la ‘densidad crítica’. Si la densidad es mayor que la densidad crítica, entonces el universo es finito. La densidad promedio aún se desconoce, de alguna manera aparece cerca de la densidad crítica, tan cerca que es difícil distinguir entre las 2 posibilidades.

Inspirado en: British Broadcasting Corporation (Science Worlds)

Parece finito, porque también lo hace el universo. Sería difícil encajar una masa infinita en un volumen finito. El infinito es un número REALMENTE GRANDE. Más grande. ¡Aún más grande!