Universo finito o no... impresiones

[HEAVYMETAL]

http://www.laflecha.net/canales/ciencia ... newsletter

Bueno, no es que entienda mucho, pero parece un artículo seriote...

SALUDOS Y BUENOS CIELOS¡¡¡

[kopernik]

No alcanzo a ver el nombre de la persona que firma ese artículo. Una cosa es que se investigue sobre la estructura topológica del Universo (si es que la tiene, que yo lo dudo mucho) y otra (ya sabida y aceptada que yo sepa) que el Universo es necesariamente finito. Me sorprende la última frase: "En todo caso el descubrimiento de que el Universo es finito tendría, sin duda, importantes implicaciones filosóficas". ¿Alguien puede aclararme que me he perdido los dos últimos años que he estado fuera? ¿Hay algún científico serio que ponga actualmente en duda la finitud del Universo? ¡Por Dios, que alguien me abra los ojos!

[alshain]

Asumiendo homogeneidad e isotropía los modelos de cosmología basada en la relatividad general (conocidos como modelos de Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker) admiten varias soluciones. Estas se diferencian básicamente por la curvatura del espacio. Dependiendo de esta existen lo que se denomina modelos de universos abiertos, cerrados y planos. De estas tres opciones sólo el universo cerrado es finito, mientras que las otras dos corresponden con universos infinitos. Los datos observacionales favorecen muy ligeramente un universo cerrado, pero no descartan ninguna opción por el momento. Luego, uno puede eliminar por ejemplo la hipótesis de la isotropía a nivel global como en este modelo del donut. En tal caso un universo espacialmente plano también puede ser finito.

Un saludo.

[Jhinjho]

pero se supone que hoy en dia se puede decir que la teoria del big-bang es correcta, si el espacio-tiempo y materia-energia nacieron de la nada en un momento dado, el tamaño del universo a dia de hoy debe tener limite (no digo frontera) con independencia de la geometria del espacio ¿¿¿¿ no ????
me temo que,o no me entero de nada, o estoy mezclando churras con meninas!! haber si me lo podeis explicar mejor!

[alshain]

Límite y frontera son términos equivalentes en este contexto. Se dice por ejemplo que el modelo de universo de Einstein (o el modelo cerrado de FLRW) es finito pero ilimitado correspondiendo éste con una hiperesfera en la cual al viajar en una dirección volverías al punto de partida. La existencia de un límite no es una consecuencia de la expansión y el big-bang. Como he mencionado arriba los modelos cosmológicos expansivos (los modelos de FLRW) actuales pueden ser finitos pero también infinitos. Un espacio infinito puede expandir igual de bien que uno finito. La definición de expansión aquí es que las distancias entre dos puntos cualesquiera aumentan con el tiempo. Piénsalo detenidamente y verás que para aplicar esta definición la existencia de un límite o una frontera no es necesario. Si no lo ves puedo ponerte un ejemplo matemático sencillo para entenderlo.

Un saludo.

[Ayasayax]

Cuando se describe algo se le atribuyen adjetivos que le definan. Decir de algo que es In-finito es empezar mal. Comienzas describiendo al hecho-cosa que te ocupa negando. Como puedo de cir de una manzana: es no azul no es cuadrada, etc. Parece que no se de lo que hablo. Mi idea es comenzar analizando a quien lo describe. El hombre peca en su hablar y así la materia no ha de ser infinita pero si finita nuestra capacidad de comprensión de ella.

[CROWLEY]

Si el universo que contiene todo lo material es finito y está en expansión es porque tiene espacio hacia a donde expandirse sin límite. Y ese espacio debería ser infinito o no sería posible la expansión, no?

Supongo que esa es la idéa de decir que el universo es finito e ilimitado, y que lo que provoca la confusión es decir que el universo y el espacio en el que se expande son una misma cosa.




Saludos

[alshain]

Si el universo que contiene todo lo material es finito y está en expansión es porque tiene espacio hacia a donde expandirse sin límite. Y ese espacio debería ser infinito o no sería posible la expansión, no?

En el modelo cosmológico vigente hoy, basado en la relatividad general, tal cosa no es cierta. Cuando se habla de expansión del espacio se refiere al aumento de distancias entre dos puntos cualesquiera del espacio a escalas cosmológicas (digamos mayores que unos 100 Mpc) en un marco de referencia determinado donde el universo resulta ser homogeneo e isótropo con cierta exactitud. Esto significa que es el espacio mismo, las distancias en tal marco de referencia, el que se modifica. Lo hace sin otro espacio preexistente donde tales modificaciones tengan lugar o donde la materia se mueva. En tal marco de referencia la materia es arrastrada por la expansión del espacio y se encuentra en reposo en él. La expansión del espacio no es una explosión de materia moviéndose en el espacio sino una modificación de la geometría del espacio mismo. Tal proceso a su vez no impica nada sobre la finitud o infinitud del espacio.

Un saludo.

[CROWLEY]

Que es isótropo y homogeneo lo entiendo asi y es lo lógico. Lo que no entiendo es que se lo defína finíto, o en que sentido se dice que lo es.
Parto de la idea de que desde cualquier punto del universo se puede recorrer la misma distancia en cualquier dirección, lo que significaría que cualquier punto del universo sería su mismo centro... y lo de regresar al punto de partida de suceder así sería desde cualquier punto geométrico.

Igual me equivoco en el concepto pero la idéa de que es finito me lleva a pensar que se pretende que tiene una forma definida (de donut?) y por tanto me parece que son ideas contrapuestas, pues si es finito podríamos alejarnos lo suficiente como para contemplar una forma aislada, lo que ya no lo haría homogéneo en relación al espacio (existirían puntos geométricos fuera de el); a no ser que desde ese supuesto punto de alejamiento no estuvíesemos contemplando un solo universo finito y con forma, sino infinitos universos finitos componiendo un universo infinito que los contiene a todos.

Vale, es mi enrevesada manera de explicar por que pienso que es infinito y no finito.

[alshain]

si es finito podríamos alejarnos lo suficiente como para contemplar una forma aislada

Creo que estás frente al problema o dificultad con el que todos nos encontramos o nos hemos encontrado cuando hemos tratado por primera vez con la geometría de Riemann, en la cual se basa la relatividad general.

La analogía usual que se supone ayuda a entender esto es la de la superficie bidimensional de un globo y habitantes bidimensionales encima de ella. Para ellos el mundo es finito pero ilimitado. Pese a ello, son incapaces de alejarse de él para observarlo a distancia. Pueden realizar mediciones en él y determinar su forma y tamaño e incluso, si expande, también se darán cuenta de ello. Para nosotros, observadores desde fuera del globo y en un espacio tridimensional, la situación es diferente y podemos determinar su forma y tamaño desde fuera, observándolo a distancia.

En el caso del universo debemos hacer un esfuerzo de abstracción e imaginar la misma situación pero con una dimensión espacial adicional. Nos encontramos frente a una 3-esfera o esfera de Riemann. Al igual que la esfera ordinaria es un lugar geométrico de puntos que equidistan de un centro común en el espacio euclídeo tridimensional R^3, la 3-esfera es un lugar geométrico de puntos que equidistan de un centro común en R^4. Evidentemente nos es imposible visualizar tal forma geométrica, pero podemos inferir sobre sus propiedades. Pues bien, una de las cosas poco intuitivas que nos muestra la geometría de Riemann es que la existencia del espacio envolvente R^4 no es realmente necesaria para definir la 3-esfera. Sus propiedades como espacio métrico (variedad) finito e ilimitado se dan de igual forma sin tal espacio. En definitiva, tal espacio es finito y autocontenido en si mismo.

La relatividad general se basa en estas matemáticas. La existencia de espacios de dimensión superior que envuelvan a lo que conocemos usualmente como nuestro espacio tridimensional del universo no es necesaria, aunque esto no quiere decir que sea imposible. Mientras nada indique lo contrario el espacio del universo es tridimensional. Puede ser finito e ilimitado o puede ser también infinito, en cualquier caso en este marco teórico es autocontenido o ilimitado y no podemos alejarnos de él para observarlo.

Un saludo.