Что происходит в конечной вселенной, когда свет достигает границы?

Если Вселенная конечна и не расширяется со скоростью, равной или превышающей с, что происходит, когда свет или другая форма движущегося электромагнитного излучения достигает границы?

«Ограниченный» и «имеющий границу» — разные понятия. Вы можете иметь одно без другого.
Вот и мои мысли по этому поводу. В известных мне моделях ограниченной вселенной она искривлена ​​сама по себе, поэтому свет не достигнет границы, а в конечном итоге вернется туда, откуда начал, но это займет очень много времени.
Спасибо, Зибадва Тимми. Для целей моего вопроса имеет ли значение различие? Я вообще не разбираюсь в астрофизике.
Спасибо, пользователь LTK. Можете ли вы указать мне на непрофессиональное описание моделей, на которые вы ссылаетесь?
@gwofatlanta Да, это имеет значение, поскольку физическое поведение связано с геометрией, в которой оно происходит, а «граница» имеет размерность на единицу меньше, чем остальное пространство. Я чувствую, что вы не первый, кто делает эту ошибку на этом сайте, и некоторые ответы были даны в более раннем случае, касающемся математического различия и некоторых возможных физических последствий, но я не смог найти эти вопросы и ответы, поэтому далеко. Может быть, он был удален или я выбираю неправильные элементы поиска...
@gwofatlanta Я не смог найти хорошую ссылку, я читал то тут, то там. Википедия затрагивает это и говорит, что вселенные с «ребрами» редко рассматриваются en.wikipedia.org/wiki/…
@zibadawa timmy - я не знаю, какое понятие о вселенной и ее границах или ее ограниченности наиболее принято сегодня, но есть ли ответ на суть моего вопроса для какой бы то ни было концепции или ответ для каждого различия? Или мой вопрос не осмыслен ни в одном из понятий и по-человечески нельзя объяснить, почему он не осмыслен?
@userLTK спасибо. Статья в Википедии очень полезна. Утверждение, что пространства с ребрами концептуально и математически сложны, сделано без пояснений, хотя интуитивно оно кажется несложным, поэтому я предполагаю, что причина чисто техническая. Интересно, определены ли понятия о формах и краях вселенной таким образом, что предположение моего вопроса (свет догоняет «край» вселенной) не может произойти, или по другим причинам концепции не дают результата, при котором свет достигает края.
@gwofatlanta Я посмотрю, смогу ли я составить ответ в ближайшем будущем. Я думаю, что некоторые из ваших проблем были рассмотрены в других вопросах и ответах здесь или на Physics.SE, но мне придется выследить их и написать все, что я не могу найти, что я думаю, что могу правильно объяснить. Многое в мельчайших подробностях сводится к изучению математической дисциплины, известной как «дифференциальная геометрия», а именно основ многообразий (среди которых есть и те, что без границы, и те, что с границей), и что такое «граничные условия» в физике ( дифференциальные уравнения).
@zibadawa timmy, спасибо за предложение подготовить развернутый ответ, но я не хочу, чтобы вы прилагали такие усилия. Я понимаю, что не в себе, и могу признать, что моя упрощенная концепция «проблемы» света, достигающего «конца» Вселенной, несовместима с текущими моделями Вселенной. Моя мысль, высказанная в моем комментарии к userLTK, о том, ограничены ли модели такими «краевыми» событиями или просто не производят такие краевые события, сейчас меня больше интересует.
Сравните «Что происходит в конечной вселенной, когда свет достигает границы?» с «на поверхности конечной планеты (скажем, вроде Марса, но гладкой), что происходит, когда марс-багги переезжает границу?»
@RedGrittyBrick марсианский багги всегда будет на (поверхностной) границе, так что не уверен, что это аналогично? Свет, приближающийся нормально к точке на границе конечной вселенной, изгибается, чтобы касаться границы в этой точке, и затем задерживается, навсегда распространяясь вдоль границы?
@gwofatlanta: Суть 2D-аналогии 3D-вселенной в том, что вселенная может быть конечной, но безграничной. Вы (или свет) можете путешествовать вечно, не достигая никаких границ.
@RedGrittyBrick спасибо, я думаю, что теперь он у меня есть после повторной отправки статьи в Вики.
Старая игровая вселенная Asteroids конечна и безгранична. объекты, которые достигают границы, просто снова появляются в другом месте на границе, на другой стороне экрана.

Ответы (2)

Одно важное понятие, которое еще не было упомянуто, — это «космологический принцип». Это ключевая упрощающая идея для наших космологических моделей. Она гласит, что Вселенная везде одинакова в самых больших масштабах в данном возрасте, поэтому инопланетные астрономы в 50 миллиардах световых лет от нас, которые также приходят к выводу, что Вселенной 13,8 миллиардов лет, будут наблюдая почти все то же самое, что и мы. Этот принцип не подтверждается данными, но данные согласуются с ним, в первую очередь закон Хаббла и однородность космического микроволнового фона. Это позволяет нам понять прошлое нашей собственной части Вселенной, видя прошлое отдаленных частей (ограничение, с которым мы застряли, учитывая скорость света).

Вот почему модель Вселенной конечного размера должна изгибаться сама по себе — ничто другое не удовлетворяло бы космологическому принципу. Это не значит, что принцип верен, это значит, что мы не собираемся с ним расставаться, если только не придется.

"Этот принцип не доказан данными"... Не надо так скромничать. Ни одно научное утверждение не может быть подтверждено данными (Карл Поппер).

Это один из важнейших вопросов космологии. Наверное, первый мысленный эксперимент. Если бы Вселенная была конечной, что могло бы быть на границе? Если бы была какая-то стена, что было бы по ту сторону? Может ли космос просто закончиться? Что может помешать дойти до конца? Если вы вытянете руку дальше конца, ваша рука перестанет существовать? Именно потому, что мы не можем дать никаких логически непротиворечивых ответов на эти вопросы, мы принимаем, что есть только две возможности для границ вселенной: 1) вселенная бесконечна и не имеет границ или 2) вселенная конечна, но огибает и замыкается сама на себя, как поверхность сферы, и не имеет границ. То есть границ нет. Затем альтернатива 2 заставляет задуматься о том, что в пространстве есть по крайней мере еще одно измерение, кроме известного 3.

Конечная Вселенная с замкнутой кривизной не требует другого измерения. Это может помочь нам визуализировать кривизну, чтобы встроить ее в воображаемое четвертое измерение, но не обязательно, чтобы четвертое измерение действительно существовало.
@KenG Я согласен с тобой. Возможно, что постулат Евклида о параллельных линиях просто неверен, а геометрия этой вселенной просто неевклидова. Или вселенная, если она неевклидова в 3-х измерениях, может быть евклидовой в каком-то более высоком измерении.
Да, я думаю, вопрос в том, считается ли постулат Евклида о параллельности чем-то, что должно быть истинным, поэтому, если он не выполняется в трех измерениях, должны быть более высокие измерения, чтобы встроить их в них. Или, если нет причин, почему Постулат о параллельности Евклида должен быть верен, тогда также нет необходимости встраивать то, что мы наблюдаем, во что-то, чего мы не видим. Вложение можно просто рассматривать как концептуальную картину, чтобы помочь уму, который имеет отношение к постулату параллельности, иметь дело со вселенной, которая этого не делает. С другой стороны, Вселенная все-таки кажется плоской.
Что происходит в конечной вселенной, когда свет достигает границы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v