Многие люди говорили мне, что «вселенная не заботится о том, что вы думаете» о моих бесконечных размерах, и я знаю, что то, что кажется логичным, ничего не значит при измерении с помощью физики, но я не понимаю, как Вселенная может быть бесконечной и при этом постоянно расширяться. Я считаю, что он постоянно расширяется, но что-то бесконечное по размеру невозможно измерить, и вы не можете просто сказать, что теперь это Бесконечное+1 и Бесконечное+2. Бесконечность есть бесконечность. Если бы Вселенная была бесконечной, ей не нужно было бы больше расширяться. Он настолько велик, насколько когда-либо мог и будет в этом случае. Также Вселенная не может быть бесконечной, потому что, если бы она была действительно бесконечной, все возможные события произошли бы. В шести септиллионах от нас могла быть планета, которая разобралась со сверхсветовой скоростью, и, возможно, мы уже видели инопланетян. Окончательно, если бы что-то было бесконечным в размерах; у него не было бы ни начала, ни конца. Это было бы просто. Тем не менее, космическое фоновое излучение доказывает, что Большой взрыв, вероятно, произошел в какой-то момент в пределах примерно 20 миллиардов лет назад. Тем не менее, многие из самых ярких умов, Эйнштейн, Уильям Джеймс Сайдис, считали, что он бесконечен в размерах. Почему люди так думают?
Что-то бесконечное может расширяться.
Рассмотрим бесконечную длину резинки. К нему с промежутком в 1 м прикреплены (бесконечно) бусины. Вы можете пометить одну из бусин «0», затем следующую «1», «2» и так далее. Бусины с другой стороны помечены «-1», «-2» . Резинка растягивается по всей длине до тех пор, пока все бусины не окажутся на расстоянии 2 м друг от друга. И сделаем это так, чтобы бусинка с надписью «0» осталась на месте. Бусинка «1» перемещается туда, где была «2», бусина «2» перемещается туда, где была «4».
Очевидно, что на практике это невозможно, но логически возможно. Вы никогда не исчерпаете пространство, потому что оно бесконечно.
Так растянулась ли эластичная веревка? Я говорю да .
Это длиннее, чем было раньше? Я говорю нет .
Является ли это парадоксом или логически невозможным? Я говорю нет , потому что так ведут себя бесконечности. Заметьте, я нигде не говорил о «бесконечности плюс 1».
В бесконечной вселенной нет ничего логически невозможного. Может быть, это и не так, но логически это нормально. Возможно, все, что может случиться, случается... Но если не может случиться сверхсветовая скорость, то нас никто не посетит.
Что-то бесконечное может иметь начало. Только представьте снова мою бесконечную эластичную веревку. Но теперь разрежь его пополам. У него есть начало (в том месте, где вы его разрезаете), но нет конца. Двумерный лист может иметь начало и конец в двух направлениях, но быть бесконечным в других направлениях.
Бесконечность не мешает чему-то расширяться. Расширение пространства можно представить себе как растяжение координатной плоскости путем умножения каждой координаты на константу, которую мы назовем . Если вы знакомы с линейной алгеброй, это выглядит как матрица
Для более простого случая давайте просто представим одномерное пространство в виде числовой прямой. Когда мы умножаем каждую точку этой прямой на константу , точка в идет к , а точка в идет к .
Это описание может подтолкнуть к мысли, что есть одна точка в пространстве, которая остается на месте, поскольку , но для этого потребуется объективная абсолютная система координат. Вот где эта аналогия начинает давать сбой. Даже если бы существовала абсолютная система координат с абсолютным центром, мы никогда не смогли бы сказать .
Повидав множество расспросов о термине бесконечность, я мог бы попытаться дать некоторое представление об этом понятии в этом контексте.
Возможно, что чаще всего, и, возможно, вы это делали, «бесконечность» в основном понимается как «вездесущая» (и, может быть, как «безграничная»), как уже существующая везде — таким образом, возникает путаница в отношении того, как она может иметь границу, в эта настройка.
Если это действительно так, возможно, есть другой способ взглянуть на понятие бесконечности:
В своем первом и наиболее буквальном смысле этот термин означает вещь, которая не является конечной, состоящей из бесконечности и бесконечности. Таким образом, мы можем вообразить что-то в контексте пространственного измерения, что не является конечным. В случае Вселенной, какой мы ее знаем, предполагается (и научный консенсус), что она постоянно расширяется, концепция, для которой «бесконечность» (неконечность) идеально подходит.
Хороший парадокс! «Только вещи, имеющие конечные размеры, могут расширяться », правда или ложь?
ПРАВДА: потому что, если вы не можете сравнить размер сейчас с размером тогда, вы не можете определить скорость расширения. Вы даже не можете утверждать, расширяется ли эта вещь, сжимается или остается в том же размере.
ЛОЖЬ: потому что, если вы можете сравнить плотность частиц сейчас с плотностью тогда, вы можете сказать, расширяются они или сжимаются. Вам не нужна концепция конечного размера, чтобы определить расширение. И конечные, и бесконечные вещи могут расширяться (в этом определении «расширения»).
Кажется, что Вселенная расширяется, потому что мы наблюдаем красное доплеровское смещение, из которого мы делаем вывод , что звезды должны отдаляться друг от друга.
Чтобы быть более корректным с научной точки зрения, следует сказать: наблюдаемая Вселенная , которая по определению конечна, демонстрирует доплеровское красное смещение, которое с нашими современными знаниями может быть объяснено только ее расширением. Пока мы не сможем убедиться, что вся Вселенная демонстрирует одно и то же явление, мы не можем ничего сделать ни о ее конечности, ни об ином.
После того, как мы сохраним, что «Вселенная бесконечна» и «Вселенная расширяется» — это просто рабочие предположения, можем ли мы сказать, что они противоречат друг другу (поскольку «бесконечность не может расширяться», как аргументируют OP и многие плакаты здесь)?
Давайте представим себе линию в пространстве, начинающуюся с того места, где я здесь сижу, и положим по одному яблоку через каждый метр этой линии. Если у нас есть бесконечное количество яблок, выполнив работу, мы могли бы сказать: это размер (= пространство, занимаемое) моей «линии яблок». Теперь давайте вместо этого разместим эти яблоки на расстоянии 2 метров друг от друга. Можем ли мы сказать, что удвоили занимаемый размер космической линии? Конечно, нет! Потому что, в качестве альтернативы, я могу удалить яблоки в нечетных позициях на исходной яблочной линии, поэтому сохраняя тот же «размер» в «занятом пространстве» (и ту же мощность!).
«Бесконечность» и «Расширение» выглядят противоречащими друг другу только тогда, когда мы используем для них плохое определение расширения, то, которое мы привыкли использовать с конечными вещами. Мы определяем расширение конечной вещи как «занятие большего пространства» или захват ранее незанятого пространства. Следовательно, для конечной вещи мы можем ясно определить занятое и незанятое пространство. Это все равно, что сказать, что мы знаем его границу, его предел, его конечную величину.
Но мы не можем использовать это определение для Бесконечности, потому что, согласно нашему собственному соглашению о бесконечности: она может принимать сколь угодно большие размеры.
И поэтому Бесконечность и Расширение (в смысле плотности или частиц, далеко удаляющихся друг от друга) не исключают друг друга.
Если мы хотим дать окончательный ответ на вопрос ОП, нам нужно краткое определение того, что подразумевается под «расширением». В противном случае мы просто закончим философскими спорами. Вообще говоря, кажется очевидным, что процесс «расширения» должен подразумевать, что объект занимает все больший объем пространства при постепенном уменьшении его плотности (для того, чтобы общее число частиц оставалось неизменным). Для одномерного конечного сценария это можно проиллюстрировать на следующем рисунке.
Здесь черными точками показаны исходные положения 4-х частиц, тогда как красными точками показаны положения тех же частиц с расстоянием между ними, увеличенным в 2 раза (в математических терминах это преобразование линейного масштаба в 2 раза). Как видно, уменьшение плотности частиц компенсируется тем, что агрегат частично расширился в область ранее пустого пространства.
Очевидно, что эта картина неприменима в случае бесконечно расширенного исходного массива, так как нет незанятого пустого пространства для начала. Вместо этого мы бы смотрели на картинку, подобную этой
Я создал этот анимированный gif, чтобы смоделировать сканирование по всей протяженности бесконечного распределения, и он показывает, что плотность масштабно преобразованного распределения (красный цвет) везде меньше в 1/2 раза. Нет области пространства, где есть только красные, но не черные точки, компенсирующие меньшую плотность. Если вы посчитаете черные и красные точки, проходящие через поле зрения, соотношение всегда будет 2:1, даже если вы будете считать бесконечное время (конечно, вам не нужно считать бесконечное время, чтобы проверить это, потому что вы знаете, что на самом деле это просто конечное изображение в петле, которое, предполагая однородное распределение, имитирует бесконечную линию).
Таким образом, проблема с «расширением» бесконечного распределения заключается в том, что частицы будут потеряны, поскольку плотность будет меньше во всех областях вдоль бесконечной линии.
Важным моментом здесь является то, что бесконечное распределение является закрытым распределением по отношению к масштабным преобразованиям. Бесконечное распределение, преобразованное в масштабе, не имеет элементов вне этого распределения, в отличие от конечного распределения. В этом смысле мы могли бы также сделать масштабное преобразование в закрытом ящике, что дало бы следующий результат
Здесь расширение снова является коэффициентом 2, включающим отражение в левой части ящика. Поскольку ни одна частица не может покинуть ящик, плотность красных точек такая же, как и у черных точек, в отличие от бесконечного замкнутого распределения (в этом случае места даже оказываются одинаковыми, хотя частицы обменялись).
=========
РЕДАКТИРОВАТЬ: для тех, кто пытается ввести мощность наборов здесь, обратите внимание, что это не всегда подходящая мера размера наборов. См. эту вики LessWrong для расширенного обсуждения, а также статью в Википедии о естественной плотности . Вы всегда должны выбирать подходящую математическую процедуру для своей задачи, иначе вы можете получить неверные ответы, как это сделали древние с парадоксом Зенона.
Я не математик по профессии и не могу дать вам формальное математическое доказательство данной проблемы в терминах теории множеств (пока), но я думаю, что очевидный факт, что расширение бесконечного множества точек приводит к уменьшению плотность повсюду на бесконечной линии (как показано выше) должна говорить здесь сама за себя.
Я рискую здесь; риск получить много отрицательных голосов и испортить мой очень скромный рейтинг сайта. Но я продолжу во имя свободомыслия.
Отказ от ответственности: следующее рассматривается астрофизическим истеблишментом как непристойное и неприятное мышление:
По логике, как пространство НЕ может быть бесконечным, @Max? Вы как-то думаете, что бесконечная черная пустота, которой является пространство, внезапно останавливается? Как пустота может просто закончиться?
Вы видите много объяснений по этому поводу, которые включают утверждения, что, например, вселенная может быть «формой, которая изгибается сама в себя». Однако дело в том, что каждое отдельное заявление такого рода ВСЕ ЕЩЕ заканчивается формой, формой, окруженной бесконечным пространством. От этого никуда не деться.
Уважаемый пользователь Stack @James K говорит здесь, что «нечто бесконечное может расширяться». Но в этом, как и во всех фантастических заявлениях о множественных типах бесконечности, упускается одна очевидная истина. И вот что: бесконечность буквально означает бесконечность. Есть только одна бесконечность.
На самом деле, пространство — буквально единственное известное нам место, где действительно применима концепция бесконечности, поскольку пустота никогда не может остановиться.
нотовный
Аарон Ф
Дэвид Кейдж
Дэвид Кейдж
Следопыт
Томас
Праллакс
Томас
Праллакс
Томас