¿Por qué debe invertirse la expansión cósmica hasta un único punto en teoría?

Estoy totalmente de acuerdo, no deberíamos hacer esto, y de hecho esto no es lo que la mayoría de los cosmólogos creen que sucedió.

Creo que este es uno de los mayores malentendidos en la ciencia popular: que el Big Bang significa que el universo apareció desde una “singularidad”, un punto de densidad infinita y volumen cero.

No hay evidencia de que este sea el caso, y esto no es lo que los científicos realmente piensan que sucedió.

Todo lo que sabemos es que hubo un tiempo, hace 13.700 millones de años, cuando nuestro universo visible se comprimió en un estado muy cálido y denso. Se procedió a expandirse y nos dejó con el universo que vemos ahora. Eso es. Sin singularidades. No “t = 0”. No hay vacío vacío con una explosión repentina saliendo de la nada.

Puedo entender que es tentador, mirando una gráfica del tamaño del universo a lo largo del tiempo, decir “Bueno, si recuperamos esta línea, el tamaño es igual a cero en este momento aquí”. Pero, esto es un error.

Es como hacer un gráfico de su tamaño con el tiempo. Podríamos decir “Tenemos muchas pruebas fotográficas de lo que sucedió después de que naciste, y tenemos algunas muy buenas teorías sobre lo que sucedió en los primeros 9 meses antes de que fuera posible tomarte fotos. Creemos que eras un “feto”, que creció dentro de tu madre. Podemos hacer un gráfico de su masa, y podemos ver, si extrapolamos la línea hacia atrás en el tiempo, que su tamaño cruza la línea cero en este punto, 9 meses antes de que naciera. Por lo tanto, has venido de la nada .

Esto obviamente no es cierto. Lo cierto es que en ese momento, algo sucedió , y luego exististe como un organismo unicelular, que procedió a dividirse y crecer. No sabemos qué sucedió (eso es entre tus padres), pero sabemos que sucedió algo para iniciar este proceso.

La cosmología moderna es así. No creemos que el Big Bang fuera un solo punto que apareciera de la nada con una densidad infinita.

La mejor teoría actual es la inflación cósmica: en esto, un hipotético “campo de inflaton” sufrió (por alguna razón desconocida) un cambio de estado que lo hizo caer de una energía de alto potencial a un estado de energía de bajo potencial. Esto desencadenó una gran liberación de energía, que (a través de las matemáticas que realmente no entiendo) también tuvo el efecto de una gravedad repulsiva extremadamente alta, o “antigravedad” si lo desea, lo que hizo que el universo aumentara rápidamente de tamaño. Este proceso “se convirtió en una bola de nieve”, es decir, entró en un circuito de retroalimentación positiva donde el colapso del campo inflatón provocó un colapso mayor. Después de un corto período de tiempo (menos de un segundo, creo), este proceso de “bola de nieve” se detuvo, la gravedad repulsiva y el aumento de energía se detuvieron y luego el universo continuó expandiéndose “normalmente”.

Una cosa importante a tener en cuenta es que todo lo que sabemos es nuestro universo visible, que se supone que forma parte de un volumen de espacio mucho mayor. Entonces, es como si nuestro universo visible fuera un pequeño círculo en un globo, y luego el globo se expandió para hacer nuestro círculo más grande. No tenemos idea de cuán grande es todo el globo, y muchos físicos piensan que puede ser infinito, a pesar de las preocupantes implicaciones de esto.

Abordemos estos:

“ ¿Por qué debe invertirse la expansión cósmica hasta un punto único en teoría? ”Se requieren menos suposiciones para hacer esto. Tenemos el Universo mostrado y un historial de expansión / inflación con tasas con un az superior a 1000 (el CMBR), entonces solo 550 millones de años después, se había reducido a 6 más o menos.

“ ¿Por qué nos saltamos … el universo ya era grande y no se estaba expandiendo? “Bueno, no nos saltamos exactamente eso, pero el Universo se estaba acercando al tamaño de un supercúmulo galáctico en la época de la emisión de brillo CMBR”. Pero varias teorías esencialmente se detienen cuando piensan que las “leyes de la física” deben romperse, del tamaño de una toronja, a una pelota de baloncesto, y probablemente más grandes. Asumir que el brillo CMBR era “el Principio”, haría que el Universo fuera grande, pero dejaría sin respuesta “lo que vino antes”. Ya sabes cómo a la gente le gusta extrapolar. Y discuta, pero esa es una historia diferente.

¿Cómo se vería diferente el Universo, si tu suposición fuera correcta? Debe haber más hierro, debe haber estructuras más antiguas que las que vemos hoy.

No lo hace. Cuando aplicamos la ley de la gravedad (es decir, la relatividad general) al universo actual y la rastreamos en el tiempo, encontramos que el universo tenía un tamaño 0 en un tiempo finito en el pasado.

Sin embargo, sabemos que la relatividad general no funciona a energías extremadamente altas, y las energías se vuelven infinitamente altas a medida que nos acercamos al Big Bang teórico. Sin una teoría de la gravedad cuántica, es imposible predecir lo que sucedió en el universo primitivo, cuando las energías estaban por encima de la energía de Planck.

Es completamente posible que el universo no comenzó en un solo punto. También es posible que así fuera. Simplemente no lo sabemos.

Existen numerosas razones, pero solo discutiré la más fácil de entender, la radiación de fondo cósmica. Observamos que la radiación viene de todas partes con propiedades notablemente uniformes que se originaron 380,000 años después del big bang, para que este nivel de uniformidad se observe que en el pasado el espacio desde el que se originó debe haber estado en contacto con todo el entorno. Esto implica que proviene de un origen compacto que se expande hacia afuera, es decir, el Big Bang

No estoy seguro de que nos hayamos saltado eso. Sin embargo, decir que “en algún momento una fuerza acaba de actuar sobre el universo” no explica nada. Debes argumentar qué hizo exactamente esa fuerza, por qué comenzó a actuar en ese momento en particular, por qué el universo aparentemente estaba en un estado estable antes de eso, cómo explicarías la estructura a gran escala de filamentos y huecos, y así sucesivamente.

Le sugiero que haga eso y luego regrese con una propuesta desarrollada.

La navaja de afeitar de Occam: “ Entre las hipótesis en competencia, se debe seleccionar la que tenga menos suposiciones. “(Wikipedia).

Las hipótesis que ha sugerido requerirían una constante cosmológica (constante cosmológica – Wikipedia) que existía con un valor que conservaba el status quo cuando el universo era estático, y luego aumentaba para obtener la constante de Hubble (que ya no es realmente una constante) que tenemos hoy, luego se reduce nuevamente para obtener la aceleración que ahora estamos atribuyendo a la energía oscura.

Bueno, todo se trata de equilibrar las fuerzas … la energía térmica neta producida por las fusiones y la fisión fue una vez exactamente igual a la energía de gravitación del universo, pero una vez que comenzó a enfriarse … un desequilibrio de energía ahora es responsable de una aceleración gradual como gravitacional la energía o una fuerza gravitacional mejor ya no está contrarrestada y, por lo tanto, nuestro universo se expande gradualmente.

Si la expansión cósmica nunca se invierte, que es (al menos hasta ahora) toda la energía útil se convertiría en exergía y finalmente las propiedades de entropía del universo no seguirán la segunda ley de la termodinámica, y probablemente ese será el final de esta universo.

El universo se está expandiendo desde el principio cuando tuvo lugar el Big Bang. Y también el tiempo comenzó con eso. antes de eso no había sentido de existencia de nada, ni siquiera el tiempo existía antes de eso. pero la expansión del universo debe tener un límite, será cuando la capa de gravitación se convierta en dominación en el universo en expansión. ¿Entonces que? quizás el universo parpadee tal vez, el tiempo se revertirá tal vez como un resorte que se expande y contrae infinitamente, siempre y cuando ambos se opongan. Realmente no tenemos una respuesta para eso. En el nombre de una película, Mr.Noboby, hay una escena en la que el protagonista habla sobre el mismo tema y no puede dar una respuesta dignable, pero esas palabras seguramente tienen algo de lógica. Te recomiendo la película Sr. Nadie.