¿Cómo puedes explicar si el universo es finito o infinito, usando la paradoja de Olbers?
Estoy un poco confundido con la parte trasera del microondas. ¿No debería ser finito el universo si el fondo del fondo muestra la luz más temprana que viene del universo …
La paradoja de Olbers es una paradoja en un universo estático que es infinito tanto en tiempo como en espacio. Mostró que las viejas ideas de un espacio eterno, infinito y estático eran inconsistentes con la simple observación de que el cielo nocturno está oscuro. No juega ningún papel en las teorías modernas actuales de la cosmología.
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Espacio infinito estático, tiempo finito.
En un universo estático que es infinito en el espacio, pero finito en el tiempo en el sentido de que tuvo un comienzo, debe haber un horizonte, la luz solo puede haber viajado una distancia R = T * c donde R = el radio del universo observable , T es el tiempo transcurrido y c la velocidad de la luz. Si el universo es infinito o no en el espacio se convierte en una pregunta no relevante. Solo la parte dentro del horizonte puede tener un impacto en nosotros y se puede observar. Cuanto más espere, más estrellas verá, pero siempre será un número finito. En este caso, el cielo nocturno se vuelve más brillante a medida que el universo envejece. En este caso no es una paradoja que el cielo nocturno sea negro
Espacio finito estático y tiempo infinito
En un universo estático que es finito en el espacio, pero infinito en el tiempo, solo puede haber un número finito de estrellas. Cuanto más grande es el universo, más estrellas y más brillante es el cielo. En este caso, no es una paradoja que el cielo nocturno sea negro.
Un universo como este tiene el problema de que las estrellas tienen una vida útil finita y que después de explotar, cada próxima generación de estrellas se forma a partir de una nube con núcleos atómicos más pesados y menos hidrógeno. No puede tener estrellas durante un tiempo infinito, habrá un momento en que no habrá más elementos de luz disponibles para alimentar la fusión nuclear que hace brillar a las estrellas. Eventualmente todas las estrellas morirán. Un universo como este debería estar oscuro cuando se remonta al tiempo infinito.
Un universo en expansión con un comienzo.
En este caso no hay paradoja. Parece el universo estático con comienzo, pero en este caso debido a la expansión, la densidad de las estrellas disminuye a medida que el horizonte crece con el tiempo. Por lo tanto, el número de estrellas dentro del horizonte no tiene que crecer, puede crecer estable o disminuir. Además, la energía de la luz disminuye cuando el universo se expande. El cielo no tiene que volverse más brillante en el futuro. Se puede bajar. En este caso, no es una paradoja que el cielo nocturno sea negro.
Nuestro universo
El último caso es como nuestro universo real. El CMB es la radiación electromagnética más temprana que perdió casi toda su energía debido a la expansión. Se redujo de 3000K a menos de 3K porque el universo aumentó de tamaño en un factor de 1000 desde que se emitió. En este caso, no es una paradoja que el cielo nocturno sea negro o que el CMB tenga poca energía.
Si hay una cantidad infinita de espacio y la radiación CMB más allá del horizonte del universo observable no tiene ningún efecto en lo que vemos hoy. El universo observable es probablemente un parche muy muy pequeño de una región de expansión uniforme más grande. ¿Qué tan grande es esa región más grande? No lo sabemos Es posible que más allá el universo sea diferente, quizás cerrado y curvado sobre sí mismo, o abierto e infinito. Simplemente no (no podemos) saber porque está mucho más allá de nuestro horizonte.
