Límite del universo

[Pola]

Pues muchas gracias, Jaime. Creo entender lo que dices. Pero me cuesta aceptarlo

[Jaime Rudas]

Pues muchas gracias, Jaime. Creo entender lo que dices. Pero me cuesta aceptarlo

Qué curioso. Durante mi niñez consideré que el universo necesariamente tenía que ser infinito porque, aún si tuviera límites, siempre tendría que haber espacio detrás de esos límites. Lo que realmente me costó mucho aceptar y entender fue que el universo podía ser finito pero ilimitado.

[Pola]

Yo prefiero imaginar un universo cerrado. El infinito me parece bien como concepto, pero fuera de lugar en este mundo.

[javisot20]

Yo prefiero imaginar un universo cerrado. El infinito me parece bien como concepto, pero fuera de lugar en este mundo.

Un universo cerrado (finito) que se expande lo suficientemente rápido permite reproducir las características "movernos en cualquier dirección sin parar nunca" y "no pasar más veces por el punto de partida", si te fijas, eso es lo mismo que podrías esperar de un universo infinito, que obviamente no podemos abarcar con la imaginación ni con las ecuaciones de Einstein. De hecho, el universo cerrado en expansión y el universo infinito son equivalentes, no podrías distinguir uno de otro, ambos universos se expanden por igual (recuerda lo dicho por jaime, no se necesita borde para haber expansión) y reproducen las mismas características.

Entonces al imaginar el universo cerrado y finito para luego preguntar "¿y qué es lo que hay más allá de la superficie representada?", no hay nada realmente, es producto de la simplificación. En ese sentido estaría bien poder representar el universo infinito en expansión directamente aunque sea equivalente y más complicado, para ahorrarnos ciertas preguntas muy comunes. Jaime lo expresó bien "no existe una cuarta dimensión espacial" en el contexto del universo cerrado en expansión.

Además, las ecuaciones de Einstein no distinguen entre "universo" y "universo observable", esa consideración es secundaria.

[Jaime Rudas]

Además, las ecuaciones de Einstein no distinguen entre "universo" y "universo observable", esa consideración es secundaria.

Cuidado. En el marco del modelo ΛCDM el universo es una entidad muy diferente al universo observable. Por ejemplo, el universo es homogéneo, isótropo e ilimitado, mientras que el universo observable no tiene ninguna de esas características. Por otra parte, contrario a lo que algunos piensan, para la consistencia del modelo no es indiferente que existan o no galaxias más allá del límite del universo observable. O sea, si no existieran galaxias más allá del límite del universo observable, el universo se comportaría en forma muy diferente a como se comporta.

[delmar7]

¿Cómo puede hacerse infinito algo que en su comienzo fue finito?

[Alriga]

¿Cómo puede hacerse infinito algo que en su comienzo fue finito?

De acuerdo con el modelo ΛCDM, que es la solución de las ecuaciones de campo de la Relatividad General con las hipótesis adicionales de Homogeneidad e Isotropía a gran escala, si el universo es finito, nació finito y siempre será finito, mientras que si es infinito, nació infinito y siempre será infinito.

Mira Universo infinito. (Post#2)

Nota que en este mismo hilo Jaime Rudas también lo resalta:

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...

Saludos.

[javisot20]

Cuidado. En el marco del modelo ΛCDM el universo es una entidad muy diferente al universo observable. Por ejemplo, el universo es homogéneo, isótropo e ilimitado, mientras que el universo observable no tiene ninguna de esas características. Por otra parte, contrario a lo que algunos piensan, para la consistencia del modelo no es indiferente que existan o no galaxias más allá del límite del universo observable. O sea, si no existieran galaxias más allá del límite del universo observable, el universo se comportaría en forma muy diferente a como se comporta.

Totalmente deacuerdo Jaime, con la nota al pie de mi mensaje anterior simplemente quería recalcar que universo observable y universo son dos cosas distintas, del universo observable somos centro independientemente de nuestra posición en el universo, en cambio el universo no tiene centro alguno. Podemos distinguir (más o menos) en las ecuaciones lo que es un universo de una región, pero no los conceptos universo y universo observable.

Es cierto que hay más universo y por tanto galaxias más allá del universo observable, pero ojo, no hay más universo más allá del universo. No en la representación del universo cerrado en expansión.

[Pola]

Gracias, Alriga. No conocía ésa relación entre el nacimiento del universo y la solución final.

[Pola]

Buenas tardes. He estado releyendo éste hilo y la verdad, no entiendo el asunto del universo infinito desde el principio. Por lo que decís, es una de las soluciones de la relatividad general. O sea que habrá que decir amén. Pero no entiendo cómo casa eso con la teoría del big bang. Más concretamente: la idea simple de los libros de divulgación ( escritos por gente muy seria). Si nos estamos alejando, es que antes estábamos más cerca. En el inicio todo el universo estaba comprimido en una singularidad que explotó y dio inicio a la expansión. Como encaja ésto con un universo infinito?

[javisot20]

Buenas tardes. He estado releyendo éste hilo y la verdad, no entiendo el asunto del universo infinito desde el principio. Por lo que decís, es una de las soluciones de la relatividad general. O sea que habrá que decir amén. Pero no entiendo cómo casa eso con la teoría del big bang. Más concretamente: la idea simple de los libros de divulgación ( escritos por gente muy seria). Si nos estamos alejando, es que antes estábamos más cerca. En el inicio todo el universo estaba comprimido en una singularidad que explotó y dio inicio a la expansión. Como encaja ésto con un universo infinito?

Saludos Pola, ¿si la teoría del big bang es la teoría de la evolución del universo puedo preguntarle que resultado saldrá al lanzar esta moneda al aire?

No, la teoría del big bang no resuelve esas preguntas ni trabaja con ese nivel detalle, habla de la evolución del universo a "gran escala", la conclusión "todo procede de un punto" es la conclusión "a gran escala" para el origen (que a pequeña escala querrá decir otra cosa).

En el inicio todo el universo estaba comprimido en una singularidad que explotó y dio inicio a la expansión. Como encaja ésto con un universo infinito?

Diríamos que el universo proviene de un estado denso y caliente, singularmente denso y caliente en todos los puntos, no solo en uno.

(Llamo "hot and dense state singular" a t=0 y "hot and dense state no singular" al recalentamiento, mediando inflación entre ambos estados, pero es una trivialidad, nombres al fin y al cabo)

[Jaime Rudas]

. En el inicio todo el universo estaba comprimido en una singularidad que explotó y dio inicio a la expansión.

Sí, esta idea es la que se da en algunos (poco serios) textos de divulgación, pero es una idea errada. Lo que predice la relatividad general, como explica javisot20, es que unos instantes después de t=0, el universo se encontraba en un estado muy denso y caliente. En ese momento, de acuerdo con las ecuaciones, el universo podía ser finito o infinito. Para t=0, la relatividad no predice nada porque las ecuaciones presentan una singularidad, o sea, una situación donde las ecuaciones fallan.

[Pola]

Bueno. Me aficioné a la física leyendo por primera vez el libro de divulgación de Einstein "Sobre la Tª de la Relatividad especial y general". Como no lo entendía, empecé a buscar y fui tropezando con libros de otros autores: Stephen Hawking, Roger Penrose, Briam Greene, Leon Lederman, Graham Farmelo, Lee Smolin, Richard Feynman, Murray Gell.-Man, Francisco Indurayn, Jose Manuel Sánchez Ron, J.P. Ostriker, Gerard´t Hoft , Sheldon Glashow, Geroge Gamow , Steven Weinberg (los 3 primeros minutos del universo) y otros cuanto más con los que no voy a aburrir.

Todos ellos me parecen gente respetable. Es posible (muchas veces es seguro) que yo no he sabido interpretar lo que ellos querían decir. Pero las ideas que tengo en la cabeza, provienen de esas lecturas. Y entre ellas está el modelo cosmológico, que también está ampliamente aceptado y contrastado.

Y entre esas ideas con la que me he quedado leyendo los libros de ésa gente (ya sé que muchos de ellos se dedican a Mecánica Cuántica y no a Relatividad) es la que decía al retomar el hilo: el universo está en expansión (acelerada), lo que quiere decir que hoy estamos un poco más alejados unos de otros que ayer.

Y también que ayer estábamos más cerca que hoy. Luego hace 14.500 millones de años todo debía estar muy, muy, muy junto y estábamos cerca de la singularidad, en la que todo el universo estaría comprimido en un punto de densidad inimaginable (no sé si infinita) de la que partió todo a través de una gran explosión.

Entiendo la idea que explica Jaime, en relación con la solución de las ecuaciones de Einstein. Pero sigo sin entender cómo casa eso con el modelo cosmológico (he visto su figura en montones de libros) y la idea de una singularidad de densidad descomunal en la que estaría condensado todo el universo.

Y más: he leído también en esos libros, que ésa explosión no podemos pensar que se produjo en un punto del espacio (ya pre-existente) porque antes de ella no había espacio. Así que el propio espacio se fue generando desde la propia explosión.

Más: el modelo cosmológico explica cómo se van desarrollando sus fases: la fase inflacionaria, con valoraciones de la velocidad de expansión en ella, la nucleosíntesis del Big Bang (antes de la cual la temperatura no permitía la existencia de partículas) , etc. Cada una de ellas con su duración aproximada.

Creo que es un modelo comúnmente aceptado y firmemente establecido.

No entiendo cómo casa todo eso con un universo de dimensiones infinitas en su inicio de las soluciones de Einstein.

[Jaime Rudas]

Bueno. Me aficioné a la física leyendo por primera vez el libro de divulgación de Einstein "Sobre la Tª de la Relatividad especial y general". Como no lo entendía, empecé a buscar y fui tropezando con libros de otros autores: Stephen Hawking, Roger Penrose, Briam Greene, Leon Lederman, Graham Farmelo, Lee Smolin, Richard Feynman, Murray Gell.-Man, Francisco Indurayn, Jose Manuel Sánchez Ron, J.P. Ostriker, Gerard´t Hoft , Sheldon Glashow, Geroge Gamow , Steven Weinberg (los 3 primeros minutos del universo) y otros cuanto más con los que no voy a aburrir.

Todos ellos me parecen gente respetable.

Mi recorrido fue muy parecido al tuyo, aunque incluye en la lista en un lugar muy preferencial a Carl Sagan y a Isaac Asímov. Y, sí. También considero que todos ellos son gente muy, muy respetable.

Es posible (muchas veces es seguro) que yo no he sabido interpretar lo que ellos querían decir. Pero las ideas que tengo en la cabeza, provienen de esas lecturas. Y entre ellas está el modelo cosmológico, que también está ampliamente aceptado y contrastado.

Y entre esas ideas con la que me he quedado leyendo los libros de ésa gente (ya sé que muchos de ellos se dedican a Mecánica Cuántica y no a Relatividad) es la que decía al retomar el hilo: el universo está en expansión (acelerada), lo que quiere decir que hoy estamos un poco más alejados unos de otros que ayer.

Y también que ayer estábamos más cerca que hoy. Luego hace 14.500 millones de años todo debía estar muy, muy, muy junto

Sí, así es y fíjate que es prácticamente lo mismo que decía javisot20: que, en esa época, el universo era muchísimo más denso y caliente.

y estábamos cerca de la singularidad, en la que todo el universo estaría comprimido en un punto de densidad inimaginable (no sé si infinita) de la que partió todo a través de una gran explosión.

Aquí ya empiezan los problemas: fíjate que si un punto tiene una masa de un microgramo, su densidad necesariamente será infinita, porque un punto, por definición, no tiene volumen. Además, da igual que expandas un punto por un factor de dos a que lo expandas por un factor de 2^10000: como su volumen inicial es 0, después de esa "expansión" seguirá siendo 0.

Por otra parte, te recomiendo que reconsultes algunos de esos magníficos libros que en su momento leíste y verifiques si realmente dicen lo que ahora crees recordar. Te aseguro que me he llevado muchas sorpresas haciendo eso.

Entiendo la idea que explica Jaime, en relación con la solución de las ecuaciones de Einstein. Pero sigo sin entender cómo casa eso con el modelo cosmológico (he visto su figura en montones de libros) y la idea de una singularidad de densidad descomunal en la que estaría condensado todo el universo.

Es imposible representar en una figura un universo infinito e ilimitado. Es por eso que, la mayoría de las veces, lo que se hace es representar el universo observable, que es la región finita y limitada del universo de la que podemos tener noticias. Acepto, sí, que la mayoría de las veces 'olvidan' indicar que lo que se representa no es la totalidad del universo, sino su parte observable.

[javisot20]

Lo primero romper una lanza a favor de Pola, puedo ir a uno de los últimos episodios de CB y ver a José Edelstein decir textualmente "la teoría del big bang nos dice que todo proviene de un punto".
¿Es cierto que la teoría del big bang dice eso?
Es cierto que dice eso pero también es cierto que es la teoría de la evolución del universo a gran escala, con el suficiente poco grado de detalle.

La única manera que encuentro de explicarte lo anterior es, supón la superficie terrestre, lo que aquí sucede es muy complejo, diremos que hay muchas "monedas lanzadas al aire", no parece sencillo hacer predicciones en este contexto. Ahora vamos a la luna, la tierra entonces es una bola que se mueve, percibimos brillo, algún color y poco más, parece sencillo predecir la evolución de este objeto. Por último alejémonos tanto que la tierra no sea más que un punto con un cierto brillo que varía, que apenas es perceptible su movimiento desde tan lejos, estarás deacuerdo que predecir la evolución de este tercer objeto es mucho más sencillo.

En los tres casos estamos hablando del mismo objeto en el mismo instante pero analizada su evolución con distinto grado de detalle. Podemos hacer predicciones en los tres casos sobre el mismo objeto y todas ellas tiene su verdad, pero en el tercer caso estaremos deacuerdo que es más sencillo predecir y encontrar regularidades en la evolución. Teniendo en cuenta lo anterior ahora queremos definir la evolución del universo.

Bueno, pues la teoría que te dice "todo proviene de un punto" es la teoría de la evolución del universo con el menor grado de detalle posible, que es cierta en el grado de detalle donde opera pero que te obliga a interpretar lo que dice.

Y también que ayer estábamos más cerca que hoy. Luego hace 14.500 millones de años todo debía estar muy, muy, muy junto y estábamos cerca de la singularidad, en la que todo el universo estaría comprimido en un punto de densidad inimaginable (no sé si infinita) de la que partió todo a través de una gran explosión.

La conclusión es que el universo proviene de un estado singularmente denso y caliente, no que todo proviene de un punto del espacio.

Como ejercicio Pola, toma por cierto este consejo y para pensar en ello házlo en términos de "estado denso y caliente", no de "todo proviene de un punto". (Ambas conclusiones están relacionadas y tienen su razón de ser, ojo)

Por otra parte, te recomiendo que reconsultes algunos de esos magníficos libros que en su momento leíste y verifiques si realmente dicen lo que ahora crees recordar. Te aseguro que me he llevado muchas sorpresas haciendo eso.

+1000..
Me ha pasado y me sigue pasando.