¿Qué queremos decir cuando decimos ‘Cuando el universo tenía 1 minuto de antigüedad …’ si el espacio-tiempo (incluido el tiempo) se expandía rápidamente?

No estoy del todo claro para mí por qué estás conectando la expansión espacio-temporal con un punto particular en esa expansión (1), o qué quieres decir con expansión “rápida” (2). De todos modos, la explicación más simple:

Las ecuaciones de campo de Einstein describen la evolución temporal del Universo y existe una solución exacta (solución FLRW si está interesado) para estas ecuaciones que hace un buen trabajo al modelar el Universo a medida que lo observamos. Conecte t = 60s y estas soluciones que satisfacen la ecuación de campo de Einstein le informan sobre la dinámica del Universo en ese momento.

(1) La expansión del espacio-tiempo, dada por la derivada temporal del factor de escala “a” que aparece en la métrica FLRW, es una función del tiempo, es decir, el tiempo no es una función del factor de escala.

(2) La expansión “rápida” generalmente se refiere a la época inflacionaria, que ya había terminado en un minuto. No tengo ningún dato frente a mí, pero no me sorprendería si nuestra tasa de expansión es mayor actualmente que en t = 1 minuto.

En este momento me estoy tomando un descanso para responder preguntas, pero pensé que sugeriría que piensen en todo el concepto de “tiempo”.

El “tiempo” ha preocupado a los filósofos durante siglos, mucho antes de la obra de Einstein.
Eso incluye el famoso problema de la “tasa de paso del tiempo”.
Probablemente haya escuchado decir que el tiempo pasa a una velocidad de “un segundo por segundo”.
Solía ​​pensar que era solo una broma, pero muchos filósofos lo toman como una declaración seria.
Creo que usted mismo ha pensado en la naturaleza del tiempo.

Aquí hay un enlace sobre la filosofía del tiempo.
Intenta no atascarte en los detalles:
http://plato.stanford.edu/entrie
Por cierto, me molesta un poco que los filósofos puedan hablar tan a menudo del tiempo sin ninguna referencia al concepto de espacio-tiempo como una entidad única.

He leído sobre la relatividad, pero mi educación científica no incluyó GR.
Entonces, paradójicamente, estoy bien calificado para responder a su pregunta.
Con respecto a la pregunta real, considero el “sentido común” que el “minuto” es simplemente uno de nuestros minutos terrestres actuales y espero que sea razonable.
Con la relatividad, por supuesto, mucho depende de los marcos de referencia también.

Gracias por el A2A. Después de leer las otras respuestas y comentarios complementarios, parece que está preguntando en qué marco de referencia se basa “un minuto” de tiempo. Si interpreto su pregunta correctamente, el tiempo de Planck es el estándar que es una constante en el contexto del “tiempo universal”. El “minuto” obviamente se basa en nuestro método actual de medición del tiempo (rotación de la Tierra en intervalos de 24 horas). Esto es para dar algún tipo de contexto real por el cual hacer una comparación que pueda entenderse. Este “minuto” en realidad representaría 1.113056899e + 45 “ticks” en el tiempo de Planck.

Lectura adicional: http: //hyperphysics.phy-astr.gsu

Harry y Amber han llegado a Sweet Spots en esta pregunta.

Todas las unidades de espacio o tiempo son arbitrarias (escala de ‘kilómetros por segundo’ a ‘furlongs por quincena’, etc.) y una forma de evitar esto es invocar medidas ‘sin escala’ en varios tipos de llamadas ‘unidades naturales’, pero todavía active la elección de constantes que seleccione para cancelar unidades dimensionales.

Los ‘segundos’ y los ‘minutos’ en los contextos sobre los que está preguntando no son más que una extrapolación de las ecuaciones que incluyen t . Y en ausencia de otros datos, eso es lo mejor que tenemos. El punto clave no se trata de las unidades, se trata del ‘¿Y qué?’ es decir, si extrapolamos desde ‘Entonces’ hasta el presente, ¿a) obtenemos un universo que se parece al nuestro, yb) podemos hacer predicciones audaces, nuevas y falsificables, como George Smoot et al hicieron hace 30 años al diseñar el COBE misión. Esa es la parte genial.

Bueno, pero un minuto es un minuto, no importa cuán rápido pase … una cierta cantidad de unidades de tiempo de tabla.

Sin embargo, tiene sentido para mí que el espacio-tiempo se expandiera, significará que el espacio se expandió con el tiempo, por lo que la tasa de crecimiento puede representarse por r = ds / dt, la derivada del tamaño del espacio con respecto al tiempo. Entonces, el tiempo aquí es su variable, y no crece más rápido o más lento. Puede, por supuesto, calcular la derivada con respecto a las otras 3 dimensiones del espacio-tiempo, matematicamente y relativistamente tiene sentido, pero realmente, como dije, un minuto es un minuto, y un minuto luz es un minuto luz, sea en el universo primitivo o ahora.

No soy un físico, así que lo que digo arriba puede ser una locura absoluta. No he estudiado cálculo en más de una década, por lo que hay más posibles tonterías. Descargo de responsabilidad, y así sucesivamente.