¿Cómo la expansión del universo no desafía la relatividad?

La relatividad y la expansión del universo son perfectamente compatibles debido al hecho de que el espacio y el tiempo no son independientes sino que están relacionados por la velocidad de la luz. El espacio-tiempo relaciona la distancia con el tiempo por una constante localmente. Podemos esperar que haya tanto espacio como la distancia que un fotón puede haber viajado desde la aparente gran explosión.

Podríamos esperar que el objeto en lados opuestos del Big Bang se aleje de nosotros a dos veces la velocidad de la luz multiplicada por pi, pero las velocidades relativas no agregan relatividad. Es un error pensar que la expansión está en tres dimensiones, ya que sin duda sería inconsistente con el mundo de cuatro dimensiones sugerido por la relatividad.

En cambio, como primera aproximación, podemos considerar que el universo es una hiperesfera de cuatro dimensiones donde cada punto de la superficie (ahora) de la expansión está en el centro de una esfera que tiene el aparente big bang (el principio) en el punto más distante punto.

Podemos esperar que no importa dónde nos encontremos en el universo mientras contemplamos objetos más distantes, vemos más atrás en el tiempo, ya que la luz tardó más en llegar a nosotros. En todas las direcciones encontramos la evidencia de radiación de microondas de fondo del Big Bang. Estamos en efecto en el centro de una esfera con el punto singular del big bang en cada punto más distante de una superficie en expansión. Esto define una hiperesfera donde la cuarta dimensión es el tiempo.

Dado que los humanos tienen dificultades para visualizar cuatro dimensiones, esto lleva a muchos malentendidos y contradicciones aparentes con las nociones 3D humanas. Sin embargo, la relatividad es perfectamente consistente con la observación del universo en expansión, aunque desafía el realismo local clásico.

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