Как Вселенная может быть плоской?

Ладно, я просто хочу прояснить несколько вещей.

Согласно тому, что я читал, мы определили, что Вселенная плоская, а форма Вселенной напрямую связана с плотностью массы-энергии.

Итак, у меня есть несколько вопросов по этому поводу, которые могут возникнуть из-за непонимания, на самом деле я всего лишь исследователь.

Во-первых, в тот день, когда произошел «большой взрыв», не была ли плотность массы-энергии более чем достаточной, чтобы привести к искривлению Вселенной, и если да, то как Вселенная перешла бы из искривленной и конечной плоский и бесконечный?

Во-вторых, насколько я понимаю, ОТО утверждает, что гравитация является результатом кривизны трехмерной поверхности четырехмерной формы, хорошо, но это форма, поэтому концептуально, как поверхность формы может быть бесконечной по длине, ширине и глубина, если быть формой, края/точки должны встречаться и технически не могут быть бесконечно большими, или это просто концептуальная проблема представления четырехмерных форм... Или эта проблема может быть решена, если мультивселенная будет лежащая в основе четырехмерная форма?

Я хотел бы услышать ответы, потому что это довольно запутанно для меня.

Ваша первая проблема — знаменитая проблема плоскостности в космологии. Она решается с помощью инфляционной модели Вселенной, которая показывает, что если инфляция верна, то независимо от того, насколько общей была ранняя Вселенная, в конечном итоге она релаксирует до плоского пространства-времени.
Что касается вашего второго пункта, ОТО не говорит, что гравитация НЕ является результатом кривизны трехмерной поверхности. Гравитация является результатом искривления всего четырехмерного пространства-времени. Я подозреваю, что этот проблематичный взгляд на ОТО возник из-за аналогии с резиновым листом, которая вводит в заблуждение.
В стандартной космологии есть концептуальная трудность: только видимая Вселенная кажется плоской. Мы не знаем, какова форма всей Вселенной. Это также означает, что все попытки объяснить плоскостность нашей части пространства могут быть бесполезными.

Ответы (2)

Согласно тому, что я читал, мы измерили, что Вселенная плоская.

Более или менее. Я достаточно доволен результатами WMAP, которые показывают, что Вселенная плоская. Честно говоря, я никогда не думал, что это может быть что-то кроме плоского.

форма Вселенной напрямую связана с плотностью массы-энергии .

Вот что они говорят . Но ИМХО два варианта из трех всегда будут неверными. Я всегда думал, что он будет плоским независимо от плотности энергии. Это означает, что инфляция излишня, но это еще один день.

Во-первых, в тот день, когда произошел «большой взрыв», не была ли плотность массы-энергии более чем достаточной, чтобы привести к искривлению Вселенной, и если да, то как Вселенная перешла бы из искривленной и конечной плоский и бесконечный?

Хороший вопрос. Ответ заключается в том, что кривизна не зависит от плотности энергии. Это зависит от плотности энергии дельты . Если плотность энергии одинакова во всех точках пространства, свет распространяется прямо.

Во-вторых, насколько я понимаю, ОТО утверждает, что гравитация является результатом кривизны трехмерной поверхности четырехмерной формы.

Это не так. Гравитация является результатом концентрации энергии, обычно в виде звезды, «обусловливающей» окружающее пространство и таким образом изменяющей его метрические свойства, причем этот эффект ослабевает с расстоянием. Я не согласен с Прахаром в том, что аналогия с резиновым листом вызывает проблемы, я думаю, что проблема возникает из-за современной путаницы между искривленным пространством и искривленным пространством-временем, где «пространство не является ни однородным, ни изотропным» . См. Баез : «Точно так же в общей теории относительности гравитация на самом деле не является« силой », а просто проявлением искривления пространства-времени. Примечание: не искривления пространства, а пространства-времени. Различие имеет решающее значение».Искривленное пространство-время — это «искривленная метрика», а метрика связана с измерением. Например, вы размещаете оптические часы по всему экваториальному срезу Земли и окружающего пространства, а затем строите ход часов. Вы изображаете более низкие и медленные часы как более низкие на трехмерном изображении, а более высокие тактовые частоты - вверху. Как выглядит ваш сюжет, так это:

введите описание изображения здесь Изображение CCASA от Johnstone, см. Википедию.

Это картинка из статьи о тензоре кривизны Римана в Википедии . Это резиновое изображение искривленного пространства-времени. А поскольку он основан на частоте оптических часов, это график «координатной» скорости света . Ваш график измерений искривлен, а пространство — нет. Вместо этого пространство неоднородно , и из-за этого свет искривляется и материя падает. Обратите внимание, что вам нужна кривизна, чтобы вывести график из плоскости и уровня - вам нужна кривизна, чтобы получить наклон, но кривизна относится к приливной силе, а наклон относится к силе тяжести, которая относится к степени неоднородности .

Хорошо, но это форма, так концептуально, как поверхность формы может быть бесконечной по длине, ширине и глубине, если быть формой, края/точки должны встречаться и технически не могут быть бесконечно большими, или это просто концептуальная проблема представления четырехмерных форм...

Те статьи о "форме вселенной" ничего подобного. Концептуальная проблема заключается в том, что у Вселенной есть край. Кстати, я не согласен с утверждением, что плоская Вселенная должна быть бесконечной. ИМХО, это нелогично и противоречит космологии большого взрыва. Я не согласен с утверждением, что Вселенная уже была бесконечной, когда произошел Большой взрыв.

Или эту проблему можно было бы решить, если бы мультиверс стал основной четырехмерной формой?

Нет, не может. Мультивселенная ничего не решает. Это псевдонаука, а не наука.

Вы явно приложили много усилий к этому ответу, но, похоже, в нем слишком много личного мнения и предположений. Одна из трудностей при работе в космологии — помнить, что у каждого физика и его/ее собаки есть свое собственное мнение и представление о том, как на самом деле устроена Вселенная. Нужно уметь сообщать проверяемую и должным образом продемонстрированную науку, не примешивая к ней свои собственные идеи и теории. Этот ответ приличный, но он должен потерять личные мнения и тому подобное.
@Джимс Бонд: Извините. Но обратите внимание, что моим мнением не было то, что я ссылался на Эйнштейна, описывающего гравитационное поле как пространство, которое «ни однородно, ни изотропно» . Объедините это с метрикой FLRW, которая «начинается с предположения об однородности и изотропии пространства» , и вы получите полное гравитационное поле. Также обратите внимание, что нет никаких поддающихся проверке доказательств инфляции, бесконечной Вселенной, тороидальной Вселенной, мультивселенной или любого нарушения закона сохранения энергии.
Я не говорю, что весь ответ - это мнение или плохая наука. Среди мнений/спекуляций есть достойный ответ. Более того, хотя нет убедительных доказательств инфляции или топологии Вселенной, я сказал, что ответ должен быть поддающимся проверке наукой . Это означает, что инфляция отвечает всем требованиям, потому что лежащая в ее основе наука, даже при отсутствии доказательств, является правильной, поддающейся проверке и следует научному методу. Личные убеждения и мнения часто не достигаются с помощью надлежащей методологии, что является лишь одной из причин, по которой эти идеи не включаются в такие работы, как эта.
@ Джимс Бонд: все пункты отмечены, но я должен оспорить ваше утверждение о том, что инфляция является поддающейся проверке наукой. Это гипотеза, для которой у нас нет доказательств. Тот, который существует так давно, что люди, которые выросли с ним, принимают его, несмотря на отсутствие доказательств. См. это интервью Стейнхардта . Что касается BICEP2, помимо пыли есть проблема в том, что реликтовое излучение датируется примерно 350 000 лет после Большого взрыва. Но мы уходим от темы, может быть, вы могли бы задать отдельный вопрос по инфляции?
Действительно, мы уходим от темы. Я просто пытался указать, что у вас есть хороший ответ, окруженный фразами «Я верю…», «Я не принимаю…» и т. д. Если бы их убрать, это был бы отличный ответ. . И я буду первым, кто проголосует за него после внесения правок.
@Джимс Бонд: спасибо. Честно говоря, в моем ответе есть доля дипломатии. Мне проще сказать "ИМХО" и "я верю", чем выплевывать то, что я действительно думаю. Как я могу это выразить? Это примерно так: я поддерживаю теорию относительности, и мое понимание ее говорит мне, что космология большого взрыва по существу верна, несмотря на «величайшую ошибку» Эйнштейна. Но иногда я смотрю космологическую программу на канале Дискавери, и в конце концов мне хочется бросить подушки в телевизор.

Только небольшие замечания:

(i) Расширяющаяся Вселенная, заполненная материей, и нулевая кривизна пространства не противоречат друг другу. Пожалуйста, прочитайте об уравнениях Фридмана и метрике Робертсона-Уокера. (Извините, но я думаю, что это способ правильно понять космологию.)

(ii) Плоские геометрии не обязательно бесконечны (некомпактны). Возьмем, к примеру, тор, который плоский (т.е. может быть получен из «плоского» листа бумаги) и компактный. Итак, наша Вселенная могла бы, например, быть тором. Впрочем, это пока предположения. Топология геометрии пространства-времени не входит в уравнения Фридмана; только геометрия делает.

псм

Как Вселенная может быть плоской?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v