Есть ли способы оценить размер «всей вселенной»?

Слова ускользают от меня, но под «всей вселенной» (я думаю) я подразумеваю все, что пространственно связано с наблюдаемой вселенной в общепринятом смысле. Если есть лучший термин для этого, пожалуйста, дайте мне знать!

Я был удивлен, обнаружив, что теории и измерения Большого взрыва, по-видимому, в основном связаны с размером наблюдаемой Вселенной через расширение, и, если я правильно понимаю, мало что говорят о размере всей Вселенной.

Я правильно понял? Существуют ли вообще какие-либо способы попытаться оценить размер всей Вселенной ? Этот термин вообще что-нибудь означает?

См. отличный ответ @RobJeffries на вопрос Когда количество звезд будет максимальным? и комментарий @Acccumulation для фона по этому вопросу.

Если вы не можете что-то наблюдать, вы, конечно же, не можете это измерить, а если вы не можете провести соответствующие измерения, вы не сможете проверить теорию. Без данных, на которых можно основывать теорию, вы не сделаете ничего, кроме сложных предположений.
@StephenG В науке мы можем использовать данные одного типа , чтобы сформулировать теорию, которая предсказывает данные другого типа . Я думаю, что существует множество примеров предсказаний, предшествующих измерениям. Общая теория относительности и все ее следствия могут быть хорошим примером этого. «Мы не можем это измерить, поэтому мы не можем предсказать или даже оценить» — это чрезмерное упрощение.
К сожалению, существует множество теорий, которые оказались ошибочными, потому что более поздние измерения доказывают их ошибочность. На каждую теорию, которая доказала свою правоту (точнее, правильную в пределах приемлемой ошибки), приходится множество других, которые казались совершенно разумными, но когда их в конечном итоге можно было проверить, они оказались ошибочными. Одного прогноза недостаточно.
@StephenG Я не просил «правильных теорий». На самом деле, я не думаю, что есть такая вещь. Обычно есть теории, которые, кажется, работают, и те, которые не работают. Однако здесь, в моем вопросе, я только спросил: «Есть ли вообще какие-либо способы попытаться оценить ...»
Основным ограничением является то, что нынешнее понимание выводит это из области физики. Я думаю, что правильный термин является нефальсифицируемым . Космология действительно имеет особый статус, она не может выйти за пределы. Который всегда даст место философским вопросам.
@Alchimista Я думаю, что это очень хороший момент. Я также думаю, что это был бы хороший дополнительный ответ, чтобы читатели с большей вероятностью его увидели.

Ответы (2)

тл; Д-р Вселенная, вероятно, бесконечна, но если это так, то это невозможно проверить. Если Вселенная конечна и достаточно мала, а глобальная кривизна равна кривизне нашей наблюдаемой Вселенной, то мы сможем оценить ее размер.

Если глобальная кривизна Вселенной не положительна, то размер Вселенной бесконечен (и он всегда был бесконечен с незапамятных времен, во время Большого Взрыва), если предположить, что топология Вселенной тривиальна.

Измерения наблюдаемой Вселенной показывают, что кривизна может быть нулевой (что дает плоскую Вселенную) или даже отрицательной; если кривизна положительна, то ее значение очень мало. Мы предполагаем, что наблюдаемая Вселенная типична для всей Вселенной, но, конечно, это невозможно проверить.

Википедия говорит , что

экспериментальные данные из различных независимых источников (например, WMAP, BOOMERanG и Planck) подтверждают, что наблюдаемая Вселенная плоская с погрешностью всего 0,4%.

[...]

Последние исследования показывают, что даже самые мощные будущие эксперименты (такие как SKA, Planck...) не смогут различить плоскую, открытую и закрытую Вселенную, если истинное значение параметра космологической кривизны меньше, чем 10 − 4 . Если истинное значение параметра космологической кривизны больше, чем 10 − 3 мы сможем различить эти три модели даже сейчас.

Таким образом, даже если вся Вселенная имеет положительную кривизну, ее размер намного больше, чем наблюдаемая Вселенная, если предположить, что наша наблюдаемая Вселенная не является аномально плоским участком.

Согласно Насколько велика вся Вселенная? Итан Сигел, если кривизна положительна, то диаметр всей Вселенной составляет не менее 14 триллионов световых лет, но эта статья от 2012 года, более поздние расчеты могут дать большее значение.

Tl ; dr очень полезен, спасибо! Я не космолог, поэтому полезно иметь руководство, куда пойдет объяснение, прежде чем погрузиться в него, и я уверен, что оно будет полезно и некоторым будущим читателям!
А, я этого не заметил! Возможно, это больше похоже на игру в шахматы, чем на логику ;-)
omg физика SE - это целая нижняя вселенная. Это тревожное место, но намного лучше, чем несколько лет назад. Была "вещь", и с тех пор она улучшается. Я думаю, что есть очень разные способы работы с сайтами с низким и высоким уровнем вопросов. Статистика : Физика: 92 в день, Астрономия: 5 в день Лично я считаю, что Physics SE следует разбить на части, более медленный Q/день снижает тревогу, и это особенно полезно для поощрения новых пользователей оставаться на сайте и расти вместе с ним. ТАК еще целый 'нутер 'нутер, но, к счастью, он также находится в состоянии "тоски-восстановления".
@uhoh Если ОП разъяснит этот вопрос о Луне или, по крайней мере, даст какой-то отзыв, я проголосую за его повторное открытие.
да звучит хорошо!
Как астрономы могут измерить отрицательную кривизну наблюдаемой Вселенной? Возможно ли, что наблюдаемая Вселенная является настолько малой частью всей Вселенной, что выглядит плоской. Точно так же на Земле есть небольшие места, где мы бы измерили нулевую кривизну, несмотря на то, что Земля шар. Представьте себе пространство, подобное поверхности расширяющегося воздушного шара, где, если вы путешествуете со скоростью, превышающей скорость расширения Вселенной, и никогда не меняете курс полета, вы можете закончить в том же месте, где вы начали, мне это кажется более практичным, чем воображать бесконечное расширяющееся пространство.
@David Связанная статья в Википедии описывает, как измеряется глобальная кривизна. Да, вполне возможно, что радиус кривизны настолько велик, что кривизну невозможно обнаружить, или что мы живем в аномально плоской области. Как объясняет Итан Сигел, радиус кривизны как минимум в 150 раз превышает радиус наблюдаемой Вселенной. Таким образом, даже без расширения, чтобы «обогнуть» положительно искривленную Вселенную почти со скоростью света, потребовались бы триллионы лет.

До сих пор наши оценки размера Вселенной основаны на том, что ожидается (т.е. на расчетах), а не на том, что мы видим. Но есть несколько проблем.

Возраст Вселенной

Мы почти уверены в возрасте Вселенной, 13,8 млрд лет, и времени, когда был испущен первый свет. Это дает нам относительно хорошее представление о размерах Вселенной, поскольку мы считаем, что самый дальний край нашей Вселенной — это свет, который она излучала до сих пор, который ушел наружу и никогда ни с чем не сталкивался .

Предполагая идеальную сферу, также известную как идеальная евклидова Вселенная (которой она не является), тогда вы могли бы подумать, что Вселенная представляет собой сферу с радиусом около 13,8 миллиардов световых лет, и поэтому ее размер будет следующим:

с я г е ты н я в е р с е "=" 4 π × р 3 3

С r = 13,8 миллиарда световых лет.

Открытие Хаббла: расширение Вселенной

Только мы знаем, что наша Вселенная расширяется, и ничто не говорит о том, что она перестанет расширяться. Это влияет на размер Вселенной. К сожалению, когда мы смотрим на космос, мы не видим происходящего расширения. Мы вывели это из-за того, что мы называем красным смещением. Большинство далеких галактик удаляются от нас, чем дальше они находятся, тем больше длина волны их света.

Скорость, с которой происходит расширение, также еще не высечена на камне. Поэтому у нас многие спорят о нынешних размерах Вселенной.

Горизонт есть?

Одна проблема, с которой мы сталкиваемся в настоящее время, — это вес наблюдаемой Вселенной. Мы рассчитали вес, который намного выше того, что мы видим... поэтому мы добавили Black Matter. Материя, которую мы не можем видеть, потому что она не излучает никакого излучения и весит не мало: не хватает 85% расчетного веса!

Другой теорией в этом отношении является возможность того, что Расширение Вселенной уже переместило большую часть видимой Вселенной за горизонт.

Когда вы идете к Океану и смотрите на воду, в какой-то момент вы видите край Земли. Это называется Горизонт. Что бы ни было за этой линией, вы не сможете увидеть это, если не пойдете к горизонту (правда, когда мы наблюдаем Вселенную, мы остаемся в нашей Солнечной системе...) При таких размерах Вселенная расширяется быстрее, чем скорость света. Так что свет над Горизонтом никогда не достигнет нас, потому что он не может двигаться быстрее, чем Расширение.

Еще одна теория, которую будет трудно доказать...

Ограниченный размер?

В наши дни ходит забавное слово: кругосветное плавание. Это похоже на то, как Пакман выходит из левой части экрана, чтобы снова появиться в правой. Существуют теории, которые до сих пор были опровергнуты, о том, что Вселенная конечна и что вещи, движущиеся в одном направлении, появляются в другом направлении. (Если я прав, это напрямую связано с теорией струн.)

Я предполагаю, что некоторые люди думают, что это было бы здорово, поскольку это означало бы, что наша Вселенная имеет определенный размер, и вещи всегда будут рядом. Они просто плавают и кружатся, возвращаются туда, где были... в бесконечном цикле.

До сих пор нам не удавалось увидеть свет от галактик, исходящий с противоположного направления. Это также весьма противоречит возможности Горизонта.

Я также лично считаю, что это противоречит теории расширения. Если бы Вселенная имела ограниченный размер, как она могла бы еще и расширяться?

Так какой размер?

На самом деле мы рассчитываем размер по тому, что можем наблюдать, используя радиус 46,5 миллиардов световых лет. Это дает нам оценку

3,57 × 10 80 м 3

Этот размер учитывает нашу лучшую оценку красного смещения.

Для получения дополнительной информации о том, как рассчитывается размер, я бы посоветовал прочитать раздел «Размер наблюдаемой Вселенной» в Википедии.

@угу, я знаю. Я просто не мог понять, как получить ответ без надлежащих объяснений...
Есть ли способы оценить размер «всей вселенной»?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v