Может ли пространственно плоская Вселенная начаться с малого?

Глобальное пространство было измерено плоско с небольшой погрешностью. Согласно FLRW, плоская Вселенная всегда была бесконечной. Во время Большого Взрыва Вселенная была бесконечно большой с бесконечной плотностью энергии в каждой «точке». Это означает, что вначале любой конечный «объем», каким бы малым он ни был, имел бесконечную полную энергию.

Я понимаю, что «объем» и другие описательные свойства нельзя применить непосредственно к сингулярности. На самом деле я имею в виду ограничения. Например, общий объем наблюдаемой Вселенной становится сколь угодно малым, когда мы прослеживаем его назад во времени, сколь угодно близком к нулевому времени:

(1) лим т → 0 В "=" 0

Очевидно, что полная энергия наблюдаемой Вселенной не бесконечна и никогда не была бесконечной за время ее существования. Это означает, что наблюдаемая Вселенная заложена из бесконечно малого «объема» (как описано выше), по существу из «точки».

Обратите внимание, что это описание отличается от наивного представления о том, что «Большой взрыв произошел в какой-то момент», как объясняется здесь:

Произошел ли Большой взрыв в какой-то момент?

Хотя Большой взрыв не произошел в какой-то точке, наша наблюдаемая Вселенная действительно началась с «точки», определяемой ( 1 ) выше.

Я понимаю, что содержимое наблюдаемой вселенной меняется во времени с расширением пространства. Однако это не имеет отношения к моему вопросу. Единственное соответствующее условие состоит в том, что энергия наблюдаемой Вселенной всегда конечна, но, очевидно, не постоянна.

Если наблюдаемая вселенная началась с «точки» (как определено) в бесконечно большом «пространстве», то любая другая «точка» в этом «пространстве» не находится в нашем прошлом световом конусе, причинно не связана с нашей наблюдаемой вселенной и не может влиять на нас каким-либо образом, кроме как внося свой вклад в то, чтобы кривизна глобального пространства была плоской.

Если это так, то кажется, что нет никакой ощутимой разницы между бесконечно большой или бесконечно маленькой Вселенной. Если наша наблюдаемая вселенная началась с «точки» в бесконечно большом «пространстве», а любая другая «точка» причинно не связана с нами, то почему мы вообще должны рассматривать эти другие «точки» как «существующие»? Что помешало бы нам просто постулировать, что вся Вселенная изначально плоская, но маленькая, хотя изначально она совпадала с наблюдаемой Вселенной?

Что-то не так с этим ходом мыслей? Спасибо за ваше экспертное мнение!

Я не понял идею «бесконечно большого или бесконечно малого». Если что-то бесконечно, то оно бесконечно. Как вы можете определить «маленький» бесконечный и «большой» бесконечный? Или как вы их определяете?
@Reign Примером чего-то бесконечно большого может быть вселенная. Примером чего-то бесконечно малого является геометрическая точка. Это помогает?
Теперь думаю, что не понял..
Как вселенная может начаться с «маленького»?
Плоская вселенная может быть конечной, безопасной сферой. История гласит, что в давние времена люди не могли представить себе искривленный мир. Они могли представить себе только мир с краем. В настоящее время у нас есть космологи, которые не могут представить мир, который не искривлен. Они не могут представить себе мир с краем .
То, что мы видим как расширение, на самом деле может быть подразделением (что в большей или меньшей степени является следствием конформной циклической космологии Пенроуза). Мы не приспособлены к пониманию вечности: эволюция не заставляла нас развиваться. Однако переворачивание изображений и ситуаций — это то, что мы научились понимать.

Ответы (4)

Когда вы пишете «точка» в пугающих кавычках, вы, по сути, заново изобретаете понятие граничных конструкций. Вот несколько хороших обзоров на эту тему:

Санчес, «Причинные границы и голография в пространстве-времени волнового типа», http://arxiv.org/abs/0812.0243 .

Эшли, «Теоремы о сингулярности и построение абстрактных границ», https://digitalcollections.anu.edu.au/handle/1885/46055 .

Главное, что нужно понимать в отношении граничных конструкций в ОТО, это то, что попытки применить их к общему пространству-времени потерпели неудачу. Они очень удобны в контексте диаграмм Пенроуза, но у нас нет их полезной общей теории.

Ваше замечание о нефальсифицируемости существования ненаблюдаемых областей пространства-времени прекрасно, но оно не имеет ничего общего с космологией. Вы можете взять пространство Минковского и делать глупости, например удалять из него точку или удалять все, кроме определенного региона. Это не имеет никаких последствий для наблюдателя, чей световой конус прошлого избегает недостающих точек, но это глупо, и у нас нет законов физики, которые помогли бы нам решить, какими должны быть удаленные части пространства-времени. Вот почему релятивисты обычно хотят обсуждать только максимальные расширения пространства-времени.

Спасибо за ваше понимание, я ценю это. Хотя удаление произвольных областей из пространства-времени Минковского действительно глупо, смысл предлагаемой процедуры состоит в том, чтобы показать, что области за пределами нашего светового конуса, начинающегося в момент Большого взрыва, не существуют и никогда не существовали в каком-либо осмысленном смысле существования. Это также устраняет довольно нефизическую идею о том, что Биг-Бэнд бесконечен в пространстве с бесконечной энергией в каждой точке. Я понимаю, что эта процедура не строгая, а просто идея, которая требует лучшего определения и может даже привести к геометрии, отличной от FLRW.

Если это так, то, по-видимому, нет ощутимой разницы между бесконечно большой или бесконечно маленькой вселенной.

Если вы предполагаете, что Вселенная бесконечна, она должна быть бесконечной в любой момент времени. и только в начальный момент времени существует сингулярность большого взрыва.

Если Вселенная бесконечна, она всегда была бесконечной. В т "=" 10 − 10000000 это было еще бесконечно. Он должен быть геометрическим. Но в т "=" 0 , у нас есть особенность.

Вы написали, что бесконечно малое значит как точка, Но Вселенную нельзя втиснуть в точку, как известно. Так что даже бесконечно малое оно все равно бесконечно.

Если наша наблюдаемая вселенная началась с «точки» в бесконечно большом «пространстве», а любая другая «точка» причинно не связана с нами, то почему мы вообще должны рассматривать эти другие «точки» как «существующие»?

Потому что Вселенная должна быть бесконечной в любой момент времени. Итак, эти точки существуют по математическому определению.

Что помешало бы нам просто постулировать, что вся Вселенная изначально плоская, но маленькая, хотя изначально она совпадала с наблюдаемой Вселенной?

Вселенная началась с сингулярности. Если она плоская, она снова должна быть бесконечной. Каким бы маленьким оно ни было.

Если вы имеете в виду «Почему мы не можем думать, что наша Вселенная началась как наблюдаемая вселенная», мой ответ будет таким.

1-Вселенная — это то, что встречается со всем. Так что все равно придется начинать с сингулярности. И если он плоский, он должен быть бесконечным

2. Реликтовое излучение показывает, что во Вселенной нет предпочтительного направления. Что указывает на то, что не может быть никакого расширения типа точки. Таким образом, даже наблюдаемая Вселенная, кажется, начинается с точки. На самом деле она не начиналась с точки. Наблюдаемая Вселенная не имеет «настоящего» центра. Есть только Вселенная, и у нас есть предел того, что мы можем видеть.

Вопрос Рейна заключается не в том, чтобы установить, что такое вселенная, а в том, как все работает в возможном сценарии. Как примириться с идеей о том, что пространство возникло повсюду, если изначально его не было? Никакой инфляции, которая геометрически преодолела бы это, не существует даже проблемы причинности или нет. Более того, если U не обязательно должно быть бесконечным в начале, это делает бессмысленным обычное утверждение, что «большой взрыв» произошел везде, что мы все находим чрезвычайно полезным, объясняя людям или пользователям, что большой взрыв не является обычным взрывом. Ладно с этим, конечно. Просто запутался в целом.
@Alchimista Я знаю, но ОП утверждает, что Вселенная плоская. Но на самом деле это не факт, Мы не можем знать, плоская Вселенная или нет. Мне трудно понять: «Если U не должно быть бесконечным в начале»? Что это означает ?
Большой взрыв никогда не был взрывом точечного типа. Вселенная была бесконечной даже в малых масштабах.
Это то, что вы написали: «Предположение началось с того, что вселенная бесконечна, но она не обязательно должна быть бесконечной». В остальном ни ОП, ни я не предлагаем здесь классический взрыв. Это должно быть ясно. По крайней мере, для меня источником путаницы может быть «возникновение космоса». Для меня то, что всегда было бесконечным, всегда имело в себе пространство, что бы ни сжималось до малого.
@Alchimista Тогда я хорошо вижу
« ОП утверждает как факт, что Вселенная плоская » - Нет, я утверждаю, что U можно рассматривать как конечное, независимо от кривизны пространства. Бесконечные области, причинно не связанные с нами, не имеют физического смысла.
@Alchimista «Большой взрыв произошел в точке» отличается от вселенной, начинающейся с точки. Первое означает, что где-то в нашей Вселенной есть точка, где произошел Большой Взрыв. Это явно неправильно. Последнее означает, что точка, с которой началась Вселенная, расширилась до всей Вселенной, которую мы знаем сегодня. Так что теперь начальная точка такая же большая, как Вселенная.
@safesphere Да, вы правы в том, что вселенную можно рассматривать как конечную. Что вы подразумеваете под «не имеет физического смысла»?
Хорошо, позвольте мне сказать так. Если вы имеете в виду, что зачем нам другие "точки", которые не взаимодействуют со вселенной, то я написал ответ для бесконечного случая. Для случая конечной вселенной они нам нужны, потому что наблюдаемая вселенная должна выглядеть конечной.
@safesphere В чем проблема?
«Существовать» означает быть причинно связанным с нашим пространством-временем. То, что не связано с нашим пространством-временем, не существует, и любое его описание бессмысленно, потому что оно не может быть проверено наукой.
@ safesphere Это действительно связано с пространством-временем. Каковы ваши аргументы против моих ответов?
У меня нет никаких аргументов против вашего ответа, потому что он не касается конкретно того, о чем я спрашиваю. Суть моего вопроса в том, что нефизический бесконечный размер и энергия Вселенной могут быть устранены путем постулирования того, что Вселенная начиналась плоской. В вашем ответе этот момент не обсуждается, но все равно спасибо за понимание.
@ Если Вселенная изначально плоская, то она бесконечна? Мне трудно понять ваши рассуждения. Я немного отредактировал свой пост.
Бесконечные области имеют физический смысл (т. е. предсказуемое представление): как и смерть, они могут быть представлены (или переживаться как) одним (или несколькими) синапсами без электронов в них (или в них).

Может ли пространственно плоская Вселенная начаться с малого?

Поскольку вы упомянули данные наблюдений, которые у нас есть, они указывают на пространственную плоскостность Вселенной. Учитывая, что это правда, есть две возможности относительно его формы.

  1. форма похожа на самолет. Тогда Вселенная была бесконечной при большом взрыве
  2. форма похожа на 3-тора. Тогда Вселенная конечна и была конечной при Большом взрыве. Действительно, данные WMAP реликтового излучения, казалось, показали сигнатуру, предполагающую такую ​​возможность. Однако это не было подтверждено миссией Plank.

В обоих случаях наблюдаемая Вселенная была конечной в момент Большого взрыва.

Вопрос в том, что мы имеем в виду, когда говорим «большой взрыв»? Горячее и плотное состояние ранней Вселенной, часто называемое эрой Планка, или состояние до начала «медленной инфляции»? Я склонен предпочитать первое, потому что последнее находится в стадии изучения и недостаточно изучено.

Что помешало бы нам просто постулировать, что вся Вселенная изначально плоская, но маленькая, хотя изначально она совпадала с наблюдаемой Вселенной?

Что ж, плоский 3-тор по-прежнему не исключается, хотя реликтовое излучение не выявило сигнатуры. Если форма нашей Вселенной представляет собой 3-тор, который намного больше, чем наша наблюдаемая Вселенная, то мы не можем ожидать такой подписи. Так что, похоже, мы никогда не узнаем наверняка. Космологи в основном считают, что Вселенная бесконечна, потому что 3-тор является нетривиальным решением.
Но в случае, если Вселенная представляет собой 3-тор, тогда наблюдаемая Вселенная будет крошечной ее частью во время Большого взрыва (как интерпретировано выше).

Спасибо за указание на возможность того, что плоское пространство может быть конечным как 3-тор. На самом деле мой вопрос не о его случае. Предположение в моем вопросе, как вы сказали, таково: « Космологи в основном верят, что Вселенная бесконечна, потому что 3-Тор — это нетривиальное решение ». Однако я утверждаю, что даже в случае бесконечности Вселенная может логически считаться бесконечно малой при Большом взрыве, потому что любая часть за пределами этого причинно не связана с нами и может быть признана несуществующей простым дополнительным исходным предположением. Спасибо за ответ, но он не касается моего вопроса.
Если вы говорите «бесконечно малы при Большом взрыве», вы имеете в виду вселенную в целом, а не наблюдаемую вселенную, верно? Если я вас правильно понял, вы не согласны с тем, что причинно-следственная связь не мешает вещам существовать. Почему? Также помните, что конечное количество не может вырасти и стать бесконечным за конечное время.
1. Да. 2. Нефальсифицируемое «существование» не имеет физического смысла. Наука фальсифицируема. Если мы не можем общаться с «параллельной вселенной», то не только она не существует для нас сколько-нибудь осмысленным образом, но и сам вопрос или понятие о ее существовании бессмысленны. 3. Если мы постулируем, что вся Вселенная асимптотически совпадает с нашей наблюдаемой Вселенной в нулевой момент времени, тогда вся Вселенная не бесконечна, а находится в пределах начального светового конуса наблюдаемой Вселенной. Все, что находится «за пределами», не поддается фальсификации.
@timm ситуацию действительно можно рассматривать как таковую: могут существовать причинно несвязанные регионы. Трудно увидеть это, потому что вы можете откатиться назад, чтобы привести их в контакт. Или в более стандартной математике, как свести существующую бесконечность к точке, определенной в вопросе.
Кстати, приятно упомянуть тор. Я думал об этом просто как о геометрической возможности, а не как о чем-то, что каким-то образом рассматривалось в продолжающемся исследовании.
@Alchimista «Трудно это увидеть, потому что вы можете откатиться назад, чтобы привести их в контакт». Это верно для наблюдаемой Вселенной. Согласно инфляционным теориям, соответствующая область до начала «медленного разворота» находилась в тепловом равновесии. Однако область другой наблюдаемой вселенной не соприкасалась с нашей областью. Итак, если вселенная бесконечна, то существует бесконечно много наблюдаемых вселенных, которые существуют, не будучи и никогда не соприкасаясь друг с другом.
@Alchimista « существует бесконечно много наблюдаемых вселенных, которые существуют, не будучи и никогда не соприкасаясь друг с другом » - Тимм прав, но здесь есть оговорка в определении « существовать ». Чтобы существовать в физической реальности, вещи должны иметь какое-то значение, поэтому вселенные в приведенной выше цитате не существуют в физическом смысле существования. Это непроверяемые абстракции. Мы можем убрать слово «наблюдаемый» в цитате, и ничего не изменится. То, что никогда не соприкасается с нашим многообразием, не существует в нашей реальности, а является лишь артефактом математических уравнений.
Тот факт, что существует много или бесконечное количество OU, которые никогда не были в контакте, меня устраивает (помимо предостережения, указанного OP), но это правильно, что меня смущает. Как получилось, что это пространство возникло и не существовало, хотя и имело бесконечно сокращающийся масштаб? Заметьте, я не говорю, что вы не правы. Я просто не понимаю утверждений 1 пространство возникло как и все остальное 2 большой взрыв произошел везде 3 вся вселенная возможно была бесконечной уже в начале все в целом .
Хорошо зарекомендовавшая себя модель Lambda-CDM основана на «космологическом принципе». Отсюда правдоподобны утверждения 1-3.
@timm, тогда я сомневаюсь, что что-то может быть бесконечным по размеру без свободного места. Что-то вроде того. Если только это не была просто наблюдаемая Вселенная, в которой не было мыслимого пространства. Это сводится к Safesphere, жесткому я вижу, мы все не любим ставить стену на любом горизонте.

Точка не может оставаться точкой, сохраняя какое-то измерение больше другого, хотя сфера или куб почти бесконечной малости могут быть неотличимы от точки без увеличения, которое может потребовать недоступного количества энергии.

Я считаю, что некоторая кривизна пространства-времени необходима для любого временного повторения, включая работу часов. Одна сторона любого негибкого объекта, следующего по криволинейному пути, обязательно покрывает большее расстояние за то же время, чем сторона, расположенная ближе к фокусу кривой, а изогнутые объекты лучше адаптируются к колебаниям или прецессии, необходимым для того, чтобы такое движение происходило плавно. так что симметрично изогнутые объекты гораздо более распространены в природе, чем симметрично прямоугольные твердые тела, которые обычно довольно быстро становятся асимметричными в результате столкновений и трения. (Никакой жесткости не может быть достаточно, чтобы предотвратить искажение любого объекта лоренцевым сжатием во время его ускорения до релятивистских скоростей, хотя прохождение света вокруг него вызовет это искажение, проявляющееся как изменение объекта).

Хотя текущие данные реликтового излучения показывают, что пространство почти плоское, его полная плоскостность помешала бы такой взаимозаменяемости пространства и времени, как наше признание того, что мы видим звезды не такими, какие они есть сейчас, а более или менее такими, какими те же самые звезды были когда любой свет от них, который мы видим, оставил их.

Я говорю «более или менее», потому что даже этот «специальный релятивистский» эффект не обеспечил бы гравитационного искажения световых лучей, которые можно было бы учесть только с помощью общей теории относительности, и был бы дополнительно осложнен возможностью того, что некоторые из объектов вызывающие такие искажения (такие как темная энергия, темная материя или черные дыры, образовавшиеся в результате гравитационного коллапса недвойных звезд), сами по себе могут оставаться для нас невидимыми. (Эллиптические орбиты наиболее распространенных звезд, чьи двойные партнеры стали бы черными дырами, указывают нам на присутствие этих ЧД.)

Может ли пространственно плоская Вселенная начаться с малого?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v