Otras carreras Límite del universo

[Pola]

Una pregunta. Existe un límite del universo tal que si yo me situase en el y me desplazará con el (porque el universo está en expansión) no pudiera extender mi brazo más allá de el?

[Jaime Rudas]

Una pregunta. Existe un límite del universo tal que si yo me situase en el y me desplazará con el (porque el universo está en expansión) no pudiera extender mi brazo más allá de el?

No, no existe tal límite.

De acuerdo con los modelos que mejor se ajustan a las observaciones, el universo es, a muy grandes escalas, homogéneo e isótropo y, por tanto, ilimitado.

[Pola]

Gracias, Jaime. Cuesta imaginarlo.

[teclado]

Pola, podría ser incluso peor. Pdría ser ilimitado, pero finito. Podría ser como una pantalla de Asteroids, en la que si te pasas por arriba sales por abajo y si te sales por la izquierda sales por la derecha. Este caso de Asteroids sería un Universo con forma de donut. Es finito, porque como entenderás la superficie de un donut es finita, ¡pero no tiene fronteras o límites!

[javisot20]

El universo observable es una esfera centrada en nosotros, se mueve con nosotros pero no como un movimiento físico, es por definición. Tiene ciertos límites dependiendo de lo que entendamos por límites.

En principio todo apunta a que tanto nosotros como el universo observable del que somos centro podemos movernos sin parar en cualquier dirección (a ser posible que no implique entrar en un agujero negro). El problema es que la propiedad "poder moverse en una dirección sin parar nunca" puede modelarse de muchas maneras, muchas imposibles de comprobar experimentalmente.

[Jaime Rudas]

Pola, podría ser incluso peor. Pdría ser ilimitado, pero finito. Podría ser como una pantalla de Asteroids, en la que si te pasas por arriba sales por abajo y si te sales por la izquierda sales por la derecha. Este caso de Asteroids sería un Universo con forma de donut.

Bueno, pero, en ese caso, no sería isótropo. Sin embargo, sí hay un caso en que podría ser homogéneo, isótropo y finito: una 3-esfera.

[Pola]

Yo trato de recurrir siempre a la típica imagen de seres planos en una circunferencia. Pero en este caso no podrían estirar el brazo fuera del límite porque a ellos mismos les falta una dimensión. Trato de imaginarme el mismo suceso en tres dimensiones. Igual nos sucede lo mismo. No podemos ver el límite porque nos falta una dimensión, pero si un ser la tuviera, igual sería capaz de ver el límite del universo

[teclado]

Yo trato de recurrir siempre a la típica imagen de seres planos en una circunferencia. Pero en este caso no podrían estirar el brazo fuera del límite porque a ellos mismos les falta una dimensión. Trato de imaginarme el mismo suceso en tres dimensiones. Igual nos sucede lo mismo. No podemos ver el límite porque nos falta una dimensión, pero si un ser la tuviera, igual sería capaz de ver el límite del universo

Un ser plano en una circunferencia vería un límite: El borde de la circunferencia. Imagínate mejor un ser plano moviéndose sobre la superficie de una esfera. Lo que dice Jaime (que tiene más sentido que lo que yo dije) sería una extrapolación de ese caso a seres tridimensionales moviéndose sobre la superficie (tridimensional) de una hiperesfera (tetradimensional).

Si tuviéramos ojos tetradimensionales podríamos ver esa hipersuperficie tridimensional y los dos hipervolúmenes tetradimensionales (uno interior y otro exterior a la hiperesfera) que separa, pero los seres tridimensionales sobre la hipersuperficie no podrían ver esta frontera porque es una dirección a la que no pueden mirar, igual que los seres bidimensionales sobre la esfera no pueden mirar en la dirección del radio, sólo dentro de la superficie.

[Pola]

Pero ése límite es como nuestro horizonte. No llegarían nunca a el. Terminarían entendiendo que en realidad no existe

[teclado]

Pero ése límite es como nuestro horizonte. No llegarían nunca a el. Terminarían entendiendo que en realidad no existe

Correcto, igual que la superficie bidimensional de una esfera, en un universo hiperesférico no habría límites. Si lo piensas hay algo de absurdo en que pasara lo que comentas al principio de este hilo. ¿Puede existir esa especie de muro en medio del vacío? ¿De qué estaría hecho? ¿Qué habría al otro lado? ¿Qué pasaría si lo atraviesas? ¿Podrías atravesarlo?

Siguiendo en la línea de lo que comentábamos, todo apunta a que el Universo es, al menos, homogéneo e isótropo, por lo que no podría existir tal muro. O bien es infinito o bien cerrado.

[Pola]

Lo de un universo infinito, suena raro. Deberia necesitarse un tiempo infinito para dar lugar a un universo infinito. Parece más sensato pensar que sea cerrado. Y si es cerrado, se piensa en una hiper esfera como la que señala Jaime Rudas y tu mismo. Pero entonces uno no puede evitar imaginar como la vería alguien con una dimensión más, de manera similar a como observamos nosotros los límites de una esfera. Podríamos señalarlos perfectamente en el espacio, aunque un ser plano no pudiera sacar su mano al espacio más allá de su superficie

[Jaime Rudas]

Lo de un universo infinito, suena raro. Deberia necesitarse un tiempo infinito para dar lugar a un universo infinito.

No, no es así. El universo bien puede ser infinito y, si lo es, lo ha sido siempre. O sea, desde su inicio fue infinito.

Parece más sensato pensar que sea cerrado. Y si es cerrado, se piensa en una hiper esfera como la que señala Jaime Rudas y tu mismo. Pero entonces uno no puede evitar imaginar como la vería alguien con una dimensión más, de manera similar a como observamos nosotros los límites de una esfera. Podríamos señalarlos perfectamente en el espacio, aunque un ser plano no pudiera sacar su mano al espacio más allá de su superficie

El problema es que, aunque el universo tenga forma de hiperesfera, no existe una cuarta dimensión espacial y, por tanto, no puede ser el límite de nada.

[javisot20]

Lo de un universo infinito, suena raro. Deberia necesitarse un tiempo infinito para dar lugar a un universo infinito. Parece más sensato pensar que sea cerrado. Y si es cerrado, se piensa en una hiper esfera como la que señala Jaime Rudas y tu mismo. Pero entonces uno no puede evitar imaginar como la vería alguien con una dimensión más, de manera similar a como observamos nosotros los límites de una esfera. Podríamos señalarlos perfectamente en el espacio, aunque un ser plano no pudiera sacar su mano al espacio más allá de su superficie

No podemos salir del universo, tampoco podemos observar el universo desde fuera en el sentido de verlo desde el universo no observable, desde dimensiones superiores a las del propio universo. (Mucho menos podemos salir del universo, observarlo desde fuera y volver a entrar)

Al hablar de "universo" abierto o cerrado, infinito o finito, donut, hipersférico, etc, hablamos de soluciones a las ecuaciones de Einstein con tales características. Dichas ecuaciones describen una relación entre cierta densidad de energía y cierta geometría, describen esa relación con máxima profundidad, pero no describen más allá de esa relación. No tiene sentido modelar un universo con esas ecuaciones y preguntarse si lo que hay más allá de las superficies descritas sigue siendo universo, el continente y el contenido son esas superficies.

Todo lo contenido en el continente mantiene una relación más o menos sana con la causalidad y las condiciones de energía, por ello permanece contenido en el continente.

[Pola]

Gracias a todos por vuestras respuestas. Pido a Jaime que tenga un poco de paciencia conmigo, pero el asunto de los infinitos sigo sin verlo claro. Conceptualmente es una solución "poco admisible" en todo tipo de teorías. Los infinitos no suelen ser soluciones aceptables, en el sentido de que lo que muestran es una indeterminación. Y plantean un montón de preguntas. Por ejemplo: si el universo es infinito, debe tener una cantidad infinita de materia. Por tanto la atracción gravitatoria debería hacerlo colapsar. Posible respuesta: no porque existe la energía oscura. Bueno, pues también debería ser infinita y por tanto expandiría el universo a velocidades infinitas. Y además estaría expandiendo algo que ya es infinito...no sé...lo veo un verdadero quebradero de cabeza.

Respecto a lo que dice Javisot, la verdad es que yo soy bastante ignorante del tema, porque sólo sé lo que he leido en los libros de divulgación que se han escrito sobre este tema (eso sí: por gente muy seria, comenzando por el mismo Einstein). Pero hasta donde yo sé, las ecuaciones de la Teoría General sólo tienen solución en situaciones hipotéticas muy simples. En las demás, por razones que ignoro, parece que no son resolubles. Visto desde la ignorancia, parece que esa situación está abierta a un buen montón de hipótesis, no?

[Jaime Rudas]

Gracias a todos por vuestras respuestas. Pido a Jaime que tenga un poco de paciencia conmigo, pero el asunto de los infinitos sigo sin verlo claro. Conceptualmente es una solución "poco admisible" en todo tipo de teorías.

Sí, es cierto, pero de lo que se trata en este caso no es de una solución a una teoría, sino de una posible característica del universo.

Los infinitos no suelen ser soluciones aceptables, en el sentido de que lo que muestran es una indeterminación. Y plantean un montón de preguntas. Por ejemplo: si el universo es infinito, debe tener una cantidad infinita de materia. Por tanto la atracción gravitatoria debería hacerlo colapsar.

No en un universo en expansión. De hecho, un universo homogéneo, isótropo, con curvatura negativa y en expansión es perfectamente válido como solución de las ecuaciones de Einstein y, con esas características, es necesariamente infinito. Incluso un universo así es plenamente compatible con las más precisas observaciones actuales.

Posible respuesta: no porque existe la energía oscura. Bueno, pues también debería ser infinita y por tanto expandiría el universo a velocidades infinitas.

No, porque lo que importa no es la cantidad de energía oscura, sino su densidad y esta parece ser constante.

Y además estaría expandiendo algo que ya es infinito...no sé...lo veo un verdadero quebradero de cabeza.

Este es un error muy común: considerar que la expansión implica necesariamente aumento de tamaño. No es así. Lo que implica la expansión es el aumento de las distancias. Y no implica necesariamente aumento del tamaño precisamente porque, hasta donde sabemos, no hay nada que impida que el universo sea infinito y, al aumentar las distancias en un universo infinito sigue siendo infinito.