Что означает «размер Вселенной», если Вселенная бесконечна?

Question

Что означает «размер Вселенной», если Вселенная бесконечна?

вкусности

Есть вопросы, которые могут показаться похожими на этот, но я еще не нашел ответа.

Я пришел к пониманию, что плоская Вселенная, то есть кривизна $k=0$ Который означает, что $S_k(r) = r$ . Метрические полярные координаты FLRW:

д с^{2} "=" - д т^{2} + а^{2} (т) [\frac{д р^{2}}{1 - к р^{2}} + р^{2} д {Ом}^{2}]

$ds^2 = -dt^2 + a^2(t) \left[ \frac{dr^2}{1 - kr^2} + r^2d\Omega^2 \right]$ Теперь, поскольку только

r

$r$ изменяется,

d t = 0

$dt = 0$ и

d Ω

$d\Omega$ "="

0

$0$ .

д с^{2} "=" а^{2} (т) \frac{д р^{2}}{1 - к р^{2}}

$ds^2 = a^2(t) \frac{dr^2}{1 - kr^2}$ Это может быть интегрировано в:

с (р) "=" \frac{{грех}^{- 1} (\sqrt{к} р)}{\sqrt{к}}

$s(r) = \frac{\sin^{-1}(\sqrt{k}r)}{\sqrt{k}}$ Таким образом, по определению максимальное значение имеет место, когда

\sin^{- 1} = 90^{\circ} = \frac{π}{2}

$\sin^{-1} = 90^\circ = \frac{\pi}{2}$ что происходит, когда

\sqrt{k} r = 1

$\sqrt kr=1$ Чтобы найти наибольшее значение, мы заменяем

\sin^{- 1} (\sqrt{k} r)

$\sin^{-1}(\sqrt kr)$ с

\frac{π}{2}

$\pi \over 2$ и получить:

с (р)_{м а Икс} "=" \frac{π}{2 \sqrt{к}}

$s(r)_{\text max} = \frac{\pi}{2\sqrt k}$ Следовательно, как

k \to 0, s (r) \to \infty

$k \to 0,\space s(r)\to \infty$ . Данный

k = 0

$k=0$ , существует бесконечное возможное расстояние.

Теперь, когда мы убрали это из виду, когда физики говорят о размерах Вселенной, под которыми я имею в виду «когда Вселенная была размером с грейпфрут» для подобного сравнения, пространство все еще должно было быть бесконечным, так что же это такое? описание?

Джон Ренни

Фраза « размер Вселенной» используется двумя способами: (1) для обозначения размера наблюдаемой в настоящее время Вселенной или (2) для указания на то, что говорящий не понимает общей теории относительности.

Джон Ренни

Этот вопрос кажется не по теме, потому что он спрашивает о значении часто неправильно используемой фразы.

вкусности

Привет! Я твой большой поклонник. Спасибо за участие. В любом случае, меня интересует очень правильное «использование» этой фразы и значение, стоящее за ней.

Эдуард

«Наблюдаемая вселенная» или «наблюдаемая область» подразумевают возможную ошибку, согласно которой вся материя и энергия в них обязательно «наблюдаемы» по крайней мере некоторыми представителями внутрикоммуникативных видов.

Эдуард

Вселенная может быть геометрически бесконечной, но содержать только конечное число событий, хотя версия этой идеи, основанная на ОТО (известная как космология «первобытного атома» или «космического яйца»), одобренная Эддингтоном (которому нравилась идея Аристотеля о том, что время нет начала) и была разработана его учеником Леметром в 1927 году, гораздо позже была отвергнута Виленкиным, который считает, что любой первичный атом был бы «неустойчив к квантовым флуктуациям».

Ответы (1)

Что означает «размер Вселенной», если Вселенная бесконечна?

Фраза « размер Вселенной» используется двумя способами: (1) для обозначения размера наблюдаемой в настоящее время Вселенной или (2) для указания на то, что говорящий не понимает общей теории относительности.
Этот вопрос кажется не по теме, потому что он спрашивает о значении часто неправильно используемой фразы.
Привет! Я твой большой поклонник. Спасибо за участие. В любом случае, меня интересует очень правильное «использование» этой фразы и значение, стоящее за ней.
«Наблюдаемая вселенная» или «наблюдаемая область» подразумевают возможную ошибку, согласно которой вся материя и энергия в них обязательно «наблюдаемы» по крайней мере некоторыми представителями внутрикоммуникативных видов.
Вселенная может быть геометрически бесконечной, но содержать только конечное число событий, хотя версия этой идеи, основанная на ОТО (известная как космология «первобытного атома» или «космического яйца»), одобренная Эддингтоном (которому нравилась идея Аристотеля о том, что время нет начала) и была разработана его учеником Леметром в 1927 году, гораздо позже была отвергнута Виленкиным, который считает, что любой первичный атом был бы «неустойчив к квантовым флуктуациям».

пользователь10851 · Answer 1

Все утверждения типа «когда Вселенная была размером с грейпфрут» относятся к наблюдаемой в настоящее время Вселенной. Поскольку Вселенная имеет конечный возраст и свет распространяется с конечной скоростью (и в расширении нет ничего бесконечного), наблюдаемая Вселенная представляет собой конечный участок.

Я обсудил некоторые из различных представлений о горизонтах, отвечая на другой вопрос . Предполагается, что «наблюдаемая Вселенная» простирается до горизонта частиц. То есть он включает в себя именно те точки на нашем текущем временном срезе, чьи прошлые мировые линии (при условии, что они просто следуют за расширением пространства и не имеют специфической скорости относительно нашей системы отсчета) пересекают внутреннюю часть нашего прошлого светового конуса.

Если вы думаете о галактиках, отмечающих эти точки, то это именно те галактики, которые мы можем видеть, используя сколь угодно хорошие телескопы, поскольку свет, достигающий нас сегодня, был испущен, когда галактика пересекала наш световой конус прошлого.

Галактики, которые возникли слишком далеко от нас в бесконечной Вселенной, не смогли передать нам свои фотоны. И действительно, расширение не позволит большинству из них когда-либо добраться до нас.

Масштабный коэффициент $a$ когда Вселенная была размером с грейпфрут, это просто радиус грейпфрута, деленный на радиус текущей наблюдаемой Вселенной (около $46\ \mathrm{Gly}$ ), или что-то вроде $10^{-28}$ (соответствует красному смещению около $z = 10^{28}$ ). Идея состоит в том, что галактики (или, скорее, их предшественники, квантовые флуктуации) внутри этого объема размером с грейпфрут — это точно те же галактики внутри нашей наблюдаемой Вселенной сегодня. В сопутствующих координатах грейпфрут одинаковый $46\ \mathrm{Gly}$ в радиусе тогда, как наша наблюдаемая Вселенная сейчас.

Спасибо! Поправьте меня, если я ошибаюсь, но это, казалось бы, указывает на то, что наблюдаемая Вселенная расширилась бы из единственной точки и действительно имела бы центр, хотя Вселенная в целом не имела бы.
@Goodies Наблюдаемую вселенную можно сделать сколь угодно маленькой по мере приближения к большому взрыву, но посмотрите на последние несколько предложений, которые я добавил. Если вы масштабируете свои координаты с расширением пространства, тогда объем будет таким же, как и сейчас. «Точка», которую вы представляете, — это вся наблюдаемая Вселенная, а не ее часть.

Что означает «размер Вселенной», если Вселенная бесконечна?

вкусности

Джон Ренни

Джон Ренни

вкусности

Эдуард

Эдуард

Ответы (1)

пользователь10851

вкусности

пользователь10851

Если Вселенная расширяется с ускорением, была ли она стационарной в какой-то момент времени, а до этого сжималась?

Инфляция против Большого взрыва

Что заставило расширение Вселенной замедлиться после инфляционной эпохи?

Ускорение скорости расширения Вселенной из-за ослабления гравитации?

Почему все в космосе остыло?

Открытая вселенная без Большого взрыва?

Расширялась ли Вселенная до того, как произошла инфляция?

Быстрее, чем легкие галактики/скопления?

Каков ожидаемый размер первичных черных дыр?

Во много раз скорость света [дубликат]