Подразумевает ли космология Большого взрыва бесконечное пространство?

Это хороший вопрос, потому что иногда люди утверждают, что есть доказательства того, что Вселенная бесконечна.

По сути, когда вы предполагаете, что пространство изотропно и однородно, у вас остается три варианта: плоское пространство и два других типа. Два других типа легко могут быть конечными, и я не вижу особых аргументов по этому поводу.

Плоский, кажется, довольно легко вмещает конечное пространство. У него есть такая метрика

И это чисто локальное уравнение, которое можно применить, например, к подмножеству

Где$dx$измеряет ваше изменение в$\alpha,A$самолет,$dy$измеряет ваше изменение в$\beta,B$самолет и$dz$измеряет ваше изменение в$\gamma,C$самолет.

Решение больше не является глобально изотропным, хотя локально оно имеет метрику того же вида, что и однородная изотропная. Форма метрики является чисто локальной конструкцией и почти ничего не говорит нам о глобальной топологии.

Это относится к вашему другому вопросу, в этой ситуации все выглядит одинаково локально во всех направлениях, пока вы смотрите на координатные расстояния меньше 1. Итак, пока вы не можете видеть всю вселенную, это решение будет выглядеть одинаково во всех направлениях во всех местах для наблюдателя в этом месте.

Некоторые люди ошибочно думают, что если ваше пространство плоское, то оно должно быть бесконечным. Они ошибаются, но будем ли мы думать, что пространство в любом случае плоское?

Хорошо, когда мы измеряем эту крупномасштабную кривизну, она может быть плоской, положительной или отрицательной. Так что либо оно действительно плоское, либо положительное, либо отрицательное, но значение настолько мало, что оказывается меньше, чем чувствительность нашего оборудования. У нас есть хорошее оборудование, поэтому некоторые люди принимают это за доказательство того, что Вселенная плоская.

Однако с этим связана огромная проблема. Это то, что мы замечаем, что прошлая вселенная кажется слишком однородной, поэтому мы думаем, что давным-давно они были близко друг к другу, что означает, что вселенная какое-то время росла очень быстро, чтобы стать такой большой. Но когда Вселенная растет очень быстро, положительная или отрицательная вселенная начинает выглядеть действительно очень близко к плоской. Представьте себе шар на котором огромен или даже поверхность, если земля очень плоская.

Итак, Вселенная выглядит очень плоской, но у нас есть теория, согласно которой Вселенная становится очень близкой к плоской, даже если они не совсем плоские. Так что мы не знаем.

Поэтому мы не знаем, бесконечна ли Вселенная. Есть ли доказательства того, что она конечна?

Откуда нам знать. Вы можете искать повторы, например, бродить по земле и возвращаться в одно и то же место, и вы можете задаться вопросом, повторяются ли вещи, если вы зайдете достаточно далеко.

Но что, если они это сделали. Вселенная может иметь некоторую закономерность. Если бы вы были в середине лазерного импульса, вы могли бы подумать, что Вселенная такая же большая, как длина волны лазера, потому что, когда вы уходите на это расстояние, все выглядит одинаково, но если вы зайдете достаточно далеко, вы, наконец, попадете туда, где лазер начинался или останавливался, и все начинало выглядеть по-другому.

Итак, сколько бы раз вы ни путешествовали в место, похожее на место, где вы начали, как бы вы узнали, конечна ли Вселенная или просто велика с действительно регулярными повторениями.

Так что мы в любом случае не узнаем. Нет никаких возможных данных, ничего, что принуждало бы Вселенную к бесконечности (она всегда может быть конечной и просто выглядит определенным образом рядом с нами), и нет никаких возможных данных, ничего, что принуждало бы Вселенную к конечности (она всегда могла быть бесконечным и иметь действительно регулярные повторения рядом с нами).

Если вы прочтете последний абзац, то увидите, что это не научный вопрос, а что-то меньшее, чем совершенное наблюдение (что невозможно) дает достаточно места для обеих возможностей. Так что это не научный вопрос.

Мы не знаем. Мы не можем знать.