Как работает концепция Вселенной без центра?

Когда мы говорим о Вселенной, мы на самом деле говорим об одном из двух:

• Наблюдаемая Вселенная, то есть все, что мы можем увидеть.
• Вселенная, которая есть все, что когда-либо существовало, существует в настоящее время и будет существовать.

Наблюдаемая Вселенная имеет свой центр, обычно это Земля. Это сферическая область всего, что мы можем видеть, практически всего, чей свет достиг нас. Мы обычно ссылаемся на это, когда говорим что-то вроде «есть$10^{86}$атомов во Вселенной».

На самом деле у каждого есть своя наблюдаемая вселенная, и она может меняться в зависимости от того, где вы находитесь. Далекая экзопланета имеет свою собственную наблюдаемую вселенную и может получать свет из разных мест. По сути, вы являетесь центром своей собственной наблюдаемой вселенной.

Я полагаю, вы говорите о последнем, хотя. Вселенная (обратите внимание на заглавную «U») состоит из пространства и времени и их содержимого. Все, что существовало, будет существовать и существует в настоящее время, является его частью.

Вселенная считается бесконечно большой, поэтому у нее не может быть центра. Центр чего-либо — это точка, равноудаленная от краев, но если что-то простирается бесконечно долго, оно будет продолжать двигаться. У него не было бы края, и, следовательно, у него не было бы центра. Вы не можете найти точку, равноудаленную от краев, если она просто бесконечна.

Вы можете спросить: «Тогда где же начался Большой взрыв? Конечно, это должен был быть центр Вселенной, верно?» Ну, можно сказать, что Большой взрыв произошел везде. До Большого взрыва материя заполнила большую часть пустот Вселенной. Он был по существу плотным и поэтому сильно разогрелся до такой степени, что адроны не могли образоваться.

Считается, что эта температура вызвала расширение самого пространства. По сути, между всей материей было создано больше пространства, пока все не могло остыть. Это то, что мы называем Большим взрывом. Это произошло не в какой-то момент, а скорее везде.

РЕДАКТИРОВАТЬ : я понимаю ваше замешательство. Позвольте мне развеять некоторые распространенные заблуждения:

Вселенная не похожа на мяч. Скорее, вы можете думать об этом как о плоской сетке, и ее «расширение» просто означает, что расстояния между объектами на сетке становятся больше. По сути, между объектами создается больше пространства. Вот что мы подразумеваем под расширением — объекты удаляются друг от друга, так как между ними создается больше пространства.

Вот простая аналогия: представьте, что вы выгуливаете свою собаку. Внезапно между вами начинает расширяться земля. Вы и ваша собака разделитесь и продолжите удаляться друг от друга.

По сути, это происходит повсюду: пространство расширяется между всем, поэтому мы удаляемся от других галактик. Вселенная бесконечна, и мы можем постоянно отдаляться от других объектов, потому что между нами создается пространство. Вот GIF, который я сделал, который может помочь вам понять это:

Вы можете видеть, как галактики расходятся по мере увеличения расстояния между ними. И это происходит повсюду во Вселенной. Итак, давайте запомним это и проясним Большой Взрыв.

Большой взрыв не произошел в одной точке, и Вселенная не началась в одной точке. Вселенная есть и всегда была бесконечной. Большой взрыв произошел как раз тогда, когда действительно началось расширение Вселенной, то есть когда объекты начали удаляться друг от друга. Вселенная по-прежнему была бесконечной, но между материей было меньше пространства.

Эта плотность заставила Вселенную сильно нагреться и расшириться. Так вот само пространство исказилось и начало расширяться. Между материей создавалось все больше и больше пространства, и оно существует до сих пор (хотя теперь это происходит в основном из-за темной энергии, а не из-за тепла).

Я подозреваю, что класс сказал вам, что вселенная может быть бесконечной. В настоящее время у нас нет возможности узнать, было ли это правдой или нет. Проблема в том, что невозможно узнать, когда инфляция остановилась за пределами нашей сферы Хаббла. Я полагаю, что в реликтовом излучении есть некоторые свидетельства того, что его минимальный размер в несколько раз превышает радиус Хаббла, поскольку в спектре должны быть резонансы, которые не видны. Однако верхнего предела нет. Заметьте, однако, что эта теория включает возможность того, что Вселенная не всегда была бесконечной, но раньше она имела конечный размер.