Astronomía

¿Cómo es posible que algo infinitamente grande se haya expandido desde lo infinitamente pequeño?

¿Cómo es posible que algo infinitamente grande se haya expandido desde lo infinitamente pequeño?


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Ayúdame a reconciliar lo que veo como teorías contradictorias:

  1. El universo comenzó con el Big Bang y se expandió desde un punto infinitesimalmente pequeño.
  2. El universo es infinito.

¿Cómo puede algo infinitamente grande "expandirse" desde un punto infinitamente pequeño? Tiene que haber una especie de 'onda expansiva', ¿verdad?

Además, si creemos que sabemos la cantidad total de materia que debe haber producido el Big Bang, ¿cómo puede una cantidad limitada de materia llenar un universo infinitamente grande?

PD Una idea que tengo es que el universo puede ser infinito, pero el Big Bang no lo creó, creó importar dentro del universo infinitamente grande. Esto explicaría la expansión que estamos observando ahora: la materia seguirá distribuyéndose por el universo infinitamente grande. Así que supongo que mi pregunta es más bien un "por qué esta suposición es incorrecta" ... :)


El universo comenzó con "big bang" es un lema para "Hubo un tiempo en que el universo era caliente y denso, y este tiempo puede considerarse como el comienzo del universo y el comienzo del tiempo".

El universo (hasta donde sabemos) siempre ha sido infinitamente grande. Eso no es seguro, pero no tenemos evidencia que lo contradiga. El universo nunca fue un punto infinitesimalmente pequeño. Siempre fue infinito en todo momento t> 0.

Sabemos cuánta materia ha producido el Big Bang en el universo observable y podemos modelar esto. (No sabemos realmente por qué produjo tanta materia, pero tenemos suficientes parámetros en nuestros modelos para obtener un universo como el nuestro).

También pensamos que el universo es similar en todas partes. Una vez más, no hay prueba de esto, pero nada lo contradice, por lo que habría una cantidad infinita de materia en el universo.

No hubo "onda expansiva". Porque todo el universo era cálido y denso al mismo tiempo. Todo el universo infinito, lleno de una cantidad infinita de materia, que luego se expandió. (y sí, una cosa infinita puede expandirse, solo significa que las cosas dentro de ella se separan más).

En cuanto a t = 0 o t <0, no tenemos idea. No sé si esas son cosas de las que podamos hablar. Parece que podemos hablar del estado del universo en el tiempo t = 1 segundo. Pero no podemos hablar sobre el estado del universo en t = 0 segundos, al menos, no con el conocimiento matemático y físico que tenemos actualmente. El tiempo t = 0 es una singularidad.


Cinco mitos sobre el Big Bang (cosmología / astronomía)

Todo el universo se empaquetó en un punto infinitamente pequeño, luego explotó y toda la masa que componía el universo fue enviada al espacio.

Un astrofísico le diría que todo lo relacionado con esa afirmación está mal.

“No es así en absoluto como deberíamos pensar sobre el Big Bang”, dice Torsten Bringmann.

Bringmann es profesor y trabaja con cosmología y física de astropartículas en la Universidad de Oslo (UiO).

Are Raklev, profesor de física teórica en la UiO, ha notado que muchas descripciones dan una imagen engañosa de lo que en realidad afirma la teoría del Big Bang.

Raklev y Bringmann nos explican los malentendidos más comunes.


Infinitesimal (infinito)

Todo el mundo se está metiendo en el acto de & quot; infinito & quot y citando a alguien al respecto o simplemente tratando de entenderlo. Digo gran ir. Lo he clavado en una especie de calidad de cantidad en lo que a mí respecta.

Para lo infinito, lo finito no existe. Es algo [fuera de] de infinito. Para infinito, el cero no existe. Es algo [fuera de] de infinito.

Para finito, infinito es ni más ni menos que potencial, Potencialmente infinitamente grande, potencialmente infinitamente pequeño. Ambos, & quotinfinito & quot. '0' nunca puede representarlo de ninguna manera, ya que '0' no es ni finito ni infinito, sino fuera de ambos. Se puede decir que dividir cualquier número por '0' resulta infinito, o in-finito, pero estaría mal, no más que multiplicar por '0' resultaría infinito, o in-finito.

En física, y también en cosmología, ¿qué hay al otro lado del límite de Planck, el horizonte de Planck? ¡Infinito! Singularmente, el punto infinitesimal, que no es más que una dirección desde la relatividad finita local hacia lo no relativo no local (hacia la no localidad). Nosotros, cada uno de nosotros, seríamos una cantidad infinita, o de calidad infinita, a infinitesimal. No seríamos finitos ya que lo finito no existe, ni seríamos '0' ya que tampoco existe '0'. Ambos son fuera de el reino del infinito.

Solo un número que usamos no está fuera de su ámbito. Y ese número es '1'. La suma de todo infinito, hasta infinito, es '1'. Suma total: Universo. Suma total: Cosmos. Incluso puede reflejar, '-1'. Por lo tanto, encontramos la única similitud finita / infinita & quot; auto-similitud & quot en '1' ((Universo) (universo)) ((Cosmos) (cosmos)) ((No local) (local)) ((No relativo) (relativo) ) ((en / más allá del horizonte) (este lado del horizonte)).

En última instancia, no hay diferencia entre infinitamente grande e infinitamente pequeño. Salvo que lo finito esté en su reino, toda diferencia desaparece. ¿Qué hay al otro lado del horizonte de Planck hacia abajo y hacia adentro? Infinito. ¿Qué hay al otro lado del horizonte BB hacia arriba y hacia afuera? Infinito. El mismo infinito. ¿Qué hay al otro lado del & quotevent horizon & quot? Infinito (también conocido como & quot; singularidad desnuda & quot).

Un punto adimensional es infinito, hasta que se describe: Albert Einstein (& quot; se necesitan tres dimensiones para describir un punto & quot). Su amigo más cercano, el genio matemático Kurt Godel, aparentemente nunca pudo entender eso. Se podría decir que AE fue un poco arrogante en su subordinación de infinito a finito por el simple método de describirlo, ¡pero funciona! La herramienta física o cósmica de ese trabajo que funciona es el Gran Espejo que refleja el Universo al Multiverso. El infinito del Universo, el infinito, está bajo control a través de (Universo / Multiverso). El infinito de la singularidad puntual adimensional tiene (el infinito de los puntos infinitesimales tienen) dualidad con & quotstring & quot / & vibraciones de quotstring & quot a través de la duplicación (('1') ('-1')), tanto con respecto al micro-verso en el nivel como al camino de macro-verso allí en el nivel.

Infinite tiene convertibilidad. Lo mismo ocurre con lo finito. La única convertibilidad de '0' es a & quothorizon & quot, ni infinito ni finito (siendo ambos aquí y allá ambos de vez en cuando).


¿Estoy malinterpretando algo?

GR y QM son incompatibles en la actualidad. Ambos abordan el universo en escalas muy diferentes. Ambos son altamente confiables como lo demuestran los experimentos. Según el modelo estándar, la "masa" es un producto del bosón de Higgs, una partícula recientemente revelada por un experimento. La masa no presenta ningún problema para el Big Bang o para el Modelo Estándar, ya que la masa es un estado del Universo que surgió durante el Big Bang. Uno podría pensar en estos diferentes estados como similares a la diferencia entre los estados de conciencia en sí. Estos estados son tan profundamente diferentes como los estados de sueño y vigilia.

Editado por astrojim1, 6 de octubre de 2016-11: 28 a.

# 27 TVG

Imaginar a un Dios omnipotente que creó un universo infinito donde en un mundo en una galaxia atrasado, en un brazo galáctico no especial en un planeta no especial, hay una especie de primates que recientemente evolucionó para usar herramientas y eso indica que nosotros sobre todo otros son especiales con una implicación de divinidad especial o distinción, en mi humilde opinión es absurdo. Esa es una visión muy estrecha y provinciana, similar a la de la Iglesia Católica Romana cuando se enteraron de las ideas de Giordano Bruno en el siglo XVI.

Lo siento, pero la idea de que la ciencia pueda explicar la creación de algo a partir de la nada es mucho más absurda y contradice la base misma sobre la que se supone que existe la base de la ciencia. Dado el aumento del conocimiento desde el siglo XVI, la obstinada negativa de los fundamentalistas de la ciencia a aceptar este hecho evidente es mucho más reprobable.

Y para bajar por esa madriguera, ¿no tendrías que preguntar finalmente quién o qué creó al creador? El proceso de pensamiento sigue siendo cíclico y lo llevará de regreso a una singularidad de un nombre diferente.

# 28 Jim Davis

Quizás todo esto esté mal y estemos atrapados en una gran simulación por computadora: http: //www.businessi. ulación-2016-10

# 29 jayhall0315

Imaginar un Dios omnipotente que creó un universo infinito donde en un mundo en una galaxia atrasado, en un brazo galáctico no especial en un planeta no especial, hay una especie de primates que recientemente evolucionó para usar herramientas y eso indica que nosotros sobre todo otros son especiales con una implicación de divinidad especial o distinción, en mi humilde opinión es absurdo. Esa es una visión muy estrecha y provinciana, similar a la de la Iglesia Católica Romana cuando se enteraron de las ideas de Giordano Bruno en el siglo XVI.

Lo siento, pero la idea de que la ciencia pueda explicar la creación de algo a partir de la nada es mucho más absurda y contradice la base misma sobre la que se supone que existe la base de la ciencia. Dado el aumento del conocimiento desde el siglo XVI, la obstinada negativa de los fundamentalistas de la ciencia a aceptar este hecho evidente es mucho más reprobable.

Y para bajar por esa madriguera, ¿no tendrías que preguntar finalmente quién o qué creó al creador? El proceso de pensamiento sigue siendo cíclico y lo llevará de regreso a una singularidad de un nombre diferente.

Sigamos al conejo por un momento y supongamos que nuestro Universo proviene de algo que comenzó en un multiverso más grande. Bueno, entonces, ¿qué creó o comenzó el multiverso? Digamos que es un peldaño de una gran escalera de múltiples versos aún mayores. Bueno, entonces, ¿cómo se creó el peldaño de versos múltiples? De acuerdo, digamos que Dios lo creó. Bueno, ¿Dios siempre estuvo ahí? Seguramente, incluso él vino de algún lugar, ¿verdad? Como puede ver, no hay respuesta a una pregunta de punto de tiempo cero. Y si el tiempo no tiene sentido fuera del Universo (o de nuestro software neurobiológico), entonces no tiene sentido. Por esta razón, algunos de mis amigos que son ingenieros o físicos creen que siempre hubo un trasfondo fundamental (llámelo campo de energía, o espacio de vacío o lo que queráis) que siempre existió.

Fíjate que dije que siempre lo fue. Como si no hubiera comienzo. Imagínese por un momento, un "campo" de fondo que siempre estuvo sin principio. Sin creación.

Eso es algo difícil de entender con la mente humana. Algo sin principio. No estamos condicionados a imaginar eso posible. Y, sin embargo, así como la mente humana no puede imaginarse un tesseract completamente, creo que esa es la respuesta a esta pregunta inicial. Yo, por mi parte, no tengo ningún problema con un campo o densidad de energía o un multiverso de fondo que siempre fue, sin comienzo. Ahora hay que tener cuidado por la semántica pero algo de la nada es posible topológicamente, y sospecho que a lo largo de este camino se encuentra la verdad oculta sobre estas preguntas como "¿Quién es la madre de Dios?" Por supuesto, esa respuesta puede no ser agradable para nosotros, criaturas humanas lentas, pero ¿le gustaría saber la verdad si realmente pudiera? Como Morfeo en la película Matrix, ¿deseas conocer la realidad tal como es? ¿O solo si se puede empaquetar previamente y reducir para que tenga sentido para nuestras estructuras de red neuronal limitadas?


Es importante dejar de pensar que el universo se está expandiendo hacia algún lugar. El universo mismo está en alguna parte. Es la misma diferencia que con cualquier, digamos superficie, porque podemos imaginar superficies. Si solo supiéramos nuestra tierra y nada sobre el espacio exterior, dado que el universo no tiene un espacio exterior, solo conoceríamos la superficie de la tierra. ¿Por qué no debería hacerse cada vez más grande sin ninguna referencia a convertirse en algo más grande? La superficie es todo lo que tenemos y podría agrandarse. OK. no la tierra como una roca sólida, pero para la imaginación es suficiente.

Se estima que el universo tiene una expansión de aproximadamente 45 mil millones de años luz en cada dirección (ver Wikipedia). Pero eso no significa que tenga forma de bola. Simplemente no sabemos cómo está formado. Todo lo que sabemos es que es casi plano, por lo que es realmente grande o plano. Y no necesita un límite, ya que la superficie de nuestra tierra tampoco tiene un límite. Tan infinitamente grande debería leerse mejor como sin límite.

hola blake
entonces, el espacio en la estructura del espacio-tiempo es como cualquier tiempo dado, ¿infinito?
y para mí, no veo cómo aplicar & cotizar expandiendo & quot a & quot; material & quot. Sin embargo, lo que puedo ver es que todo & quot; material & quot se está alejando de todos los demás & quot; material & quot, pero con esa observación no concluyo & quot; cotización expandida & quot.

Por ejemplo, tomemos un globo grande, digamos 200 veces el tamaño del globo meteorológico más grande que conocemos, dentro hay algunos átomos cerca del centro y estos átomos se están alejando entre sí a una velocidad de 1 / 1x10 ^ 100 ^ 100 ^ 100 ^ 100 ^ 100 ^ 100 m / 1000 años, por lo que desde cualquier punto dentro de la observación es que el & quot; material & quot se está alejando de todos los demás elementos, pero no está midiendo ningún diferencial en ningún límite, ya que los límites que limitan el material son los globo, que no cambia.

ahora, si queremos hablar sobre la densidad de "material" en un espacio, eso sería una disminución observable por definición cuando el "material" se vuelve más distante del otro "material" dentro del espacio "infinito".

Si inflas un globo, los átomos contra el borde interior del globo siguen el borde del globo, lo que infiere que el borde del globo (también conocido como límite) tiene un cambio de espacio finito diferencial, por lo que se expande.

Buscaré hilbets, pero Re: your point, localized & quotspace & quot en sí no se está expandiendo (el cuadro alrededor del cual están todos sus & quotstuff & quot), si lo fuera, entonces tendría una densidad & quot; quotspace & quot decreciente.
lo que usted describe no es más que aumentar la distancia entre & quot; material & quot dentro de un & quot; espacio de cotización no cambiante & quot confinado.

& quotspace & quot en sí mismo podría expandirse en los límites, pero eso es como un globo en expansión, que en cualquier momento t tiene límites finitos = no infinito.

En el espacio euclidiano y la relatividad galileana, no hay realmente ninguna diferencia entre la expansión del espacio (es decir, la compresión de los ejes de coordenadas) y todo lo que se separa dentro de ese espacio. Porque no habría forma de medir la diferencia. Pero no tenemos la relatividad galileana. Tenemos la relatividad general. En la relatividad especial y general, nada puede viajar más rápido que c en relación con un observador local. Pero podemos medir que la distancia a las galaxias lejanas aumenta más rápido que c. Esto no es posible si el espacio fuera solo una cuadrícula estática y todo se separara en esa cuadrícula. Porque significaría que todas estas galaxias lejanas viajan más rápido que c. No, más bien, viajan con bastante lentitud ** en su espacio local, pero todo el espacio se está expandiendo. Esto es lo que nos dicen las ecuaciones.

** relativo al fondo cósmico de microondas

En relatividad, existe un concepto llamado transporte paralelo. Consideremos lo que significa tener un espacio en expansión.
Sea el punto A el origen de un sistema de referencia inercial. Tome un objeto en reposo en el punto A y luego muévalo al punto B, lejos. Es posible realizar un seguimiento de todas las aceleraciones que ha realizado en el objeto utilizando un sistema de guía inercial, por lo que, en principio, es posible acelerar hasta una velocidad v, viajar a B y luego desacelerar de nuevo a la velocidad 0, relativo a su movimiento inercial original que está calibrado para ser velocidad 0.

Ahora, después de desacelerar de nuevo a la "velocidad 0", ¿el objeto en B se mueve con relación al punto A? Podríamos inferir este movimiento enviando señales de radio de un lado a otro. Lo que mediría es la distancia entre B y A. Y si el espacio se expande, esa distancia aumenta, aunque su sistema de guía inercial le indique que no se está moviendo.

La analogía del globo muestra que cuando infla el globo, las cosas en la superficie del globo se expandirán. No se trata de los átomos que contiene. Entonces, si tiene el punto X y el punto Y en la superficie del globo, la distancia entre el punto X y el punto Y aumentará durante el tiempo que se infla el globo. Esta es la expansión en el nivel bidimensional. El problema con esta analogía es que solo funciona en una escala bidimensional. Entrar: el universo. 3 dimensiones espaciales, sin mencionar la dimensión del tiempo que colectivamente componen el espacio-tiempo. Sería MUY desafiante encontrar una analogía que se ajuste a la expansión del espacio-tiempo.

Se ha dicho que las galaxias mismas se están separando más, pero ellas mismas NO se están moviendo. Khashishi explicó esto bien en la publicación # 10. Entonces, para volver a la analogía del globo, imagina que el punto X y el punto Y son galaxias. Ellos mismos no se mueven. La expansión del globo los está moviendo, lo que se traduce en la expansión del universo alejando las galaxias.

ok, veo buena información para que muerda.
pero, analogía de globo de las partículas del globo en sí, usted es el diferencial de observación en el límite, por lo que estaría diciendo que & quotspace & quot no es infinito, sino finito en un momento dado. sin embargo, si miro eso en una vista bidimensional, desde la superficie, puedo ver dónde se ve como el espacio que se extiende o se expande.

Veo el video de Suskind u-toob para este ejemplo, una banda de goma de corte simple con algunos puntos igualmente espaciados (no muy diferente a la analogía del globo, pero 1-tenue), estire la goma de manera lineal y los puntos se separan aún más, pero hay ningún movimiento real de los puntos en relación con su ubicación en la goma. pero la mayoría de las cosas desaparecerán si se estira durante mucho tiempo, entonces, ¿cómo puede el & quotspace & quot estirarse continuamente a una velocidad de c?

Quiero decir, estirar algo, estirarlo más, más, ¿qué pasa finalmente? tome los átomos individuales y aumente el espacio entre ellos a un ritmo constante, con lo que termina es un solo átomo con todo el resto infinitamente lejos.

& Quotspace & quot no parece funcionar así, ¿puede estirarse a la velocidad de la luz durante un tiempo infinito? Entonces, ¿& quotspace & quot se llena solo cuando se vuelve delgado? ¿Se forman agujeros negros porque las fuerzas creadas allí son lo suficientemente fuertes como para romper el espacio entre comillas? y este extraño & quotspace & quot se estirará así sin importar dónde esté el observador, un observador en este & quot; espacio de cotización & quot parece estar siempre en el punto central de la expansión 3D, sin embargo, si ese es el caso, entonces tenemos un conflicto al analizar los datos de dos observadores porque cuando se combina el & quotspace & quot parece expandirse entre sí, ¿cómo puede ser eso?

ejemplo, yo en xyz, joe en x + 1 y-2 z + 3, para mí el espacio se expande en 3D como si yo fuera el centro, para joe, el espacio se expande en 3D como si él fuera el centro, pero eso significa el espacio se expande hacia mí y Joe al mismo tiempo. si este modelo es falso, entonces la expansión de & quotspace & quot tiene un origen de singularidad, entonces, ¿dónde está eso?

Tienes todas estas ideas preconcebidas sobre qué es el espacio y por eso no tiene sentido para ti. El espacio no es una sustancia que pueda adelgazarse. Es solo un marco matemático para asignar posiciones y medir distancias entre cosas o eventos. Describimos el espacio en términos de topología y métrica. Necesitas olvidarte de todo y empezar a leer. Todas tus preguntas son de la forma: si esto entonces eso. ¿como puede ser? Bueno, la respuesta es que sus deducciones se basan en algunas suposiciones incorrectas. Si encuentra una contradicción entre dos cosas que ha leído, por favor pregunte e intentaremos resolverlo. Pero si hay una contradicción entre algo que lees y una de tus ideas preconcebidas, es probable que tu preconcepción esté equivocada.

En relatividad, no tienes una cuadrícula universal con buenas coordenadas x, y, z que funcionen para todos. El espacio es curvo, por lo que las líneas paralelas pueden divergir o converger en algunos lugares. Lo que puede hacer es crear coordenadas locales x, y, z para un observador específico para un área pequeña alrededor del observador. Y puede tener otro conjunto para otro observador. Puede calcular cómo transformar entre las coordenadas, pero encontrará que un conjunto de coordenadas no funciona bien para todo el universo.


¿Estoy malinterpretando algo?

Así que déjame ver si lo entiendo. El universo se comprimió una vez en un punto infinitamente denso conocido como singularidad. Dado que es infinitamente pequeño e infinitamente masivo (dos implicaciones de densidad infinita), ¿cómo puede haberse originado un universo con masa finita? No entiendo cómo una singularidad infinitamente masiva puede producir un universo de masa finita.

Esta es mi primera pregunta. Continuando ahora:

Dado que el universo es infinitamente pequeño, no hay espacio y, por lo tanto, tiempo para que se "expanda". Por eso la pregunta "¿Qué causó el Big Bang?" no tiene sentido. No hubo tiempo a partir del cual pudiera existir una causa.

Entonces el universo se expande rápidamente y se acelera. Debido a que el universo tiene 13.800 millones de años, vemos 13.800 millones de años y eso forma el borde del universo observable, lo más lejano que podemos ver. Eso no significa que el universo no tenga más de 13,7 millones de radio. Sin embargo, el tamaño real del universo puede ser mucho mayor. De hecho, mucha gente cree que el tamaño real es infinito. Lo que no entiendo de eso es cómo el universo podría haberse expandido desde un solo punto y aún ser infinito. No veo cómo eso es posible a menos que el universo ya sea infinito y simplemente se haya expandido hacia afuera, pero ese no es el caso porque se expandió desde un punto.

Hay dos preguntas con las que he tenido problemas. ¿La existencia, o al menos la predicción teórica de GR, de singularidades no prueba que el universo es infinito? De lo contrario, tendrías resultados paradójicos como los que describí anteriormente. Déjame saber lo que piensas.

Editado por hherzy, 05 de octubre de 2016-13: 28 p. M.

# 2 Jim Davis

Bueno, estás mezclando diferentes ideas. Las personas que creen que el universo es infinito no creen que todo haya comenzado en un solo punto. Creen que un solo punto en el universo infinito se expandió para convertirse en lo que hemos llamado el universo, parte de un algo infinito mucho mayor.

Además, densidad infinita e infinitamente pequeño no implica masa infinita. Las matemáticas de infinitos no funcionan de esa manera.

Además, el tiempo puede no haber existido antes de que el universo llegara a existir. No sabemos cómo funciona el tiempo, por lo que no sabemos si algo puede existir sin él. Ese es uno de los problemas cuando se trata de infinitos. Los modelos físicos actuales no funcionan. Obviamente nos falta algo, pero es difícil ver eso desde el interior de un universo donde gobiernan esas reglas. Estamos predispuestos a la forma en que funciona actualmente y no podemos entender de otra forma.

# 3 hherzy

Bueno, estás mezclando diferentes ideas. Las personas que creen que el universo es infinito no creen que todo haya comenzado en un solo punto. Creen que un solo punto en el universo infinito se expandió para convertirse en lo que hemos llamado el universo, parte de un algo infinito mucho mayor.

Además, densidad infinita e infinitamente pequeño no implica masa infinita. Las matemáticas de infinitos no funcionan de esa manera.

Además, el tiempo puede no haber existido antes de que el universo llegara a existir. No sabemos cómo funciona el tiempo, por lo que no sabemos si algo puede existir sin él. Ese es uno de los problemas cuando se trata de infinitos. Los modelos físicos actuales no funcionan. Obviamente nos falta algo, pero es difícil ver eso desde el interior de un universo donde gobiernan esas reglas. Estamos predispuestos a la forma en que funciona actualmente y no podemos entender de otra forma.

# 4 Jim Davis

La evidencia es evidencia y la gente está tratando de sacar conclusiones de ella. Eso es lo que son las teorías, una explicación detallada que se ajusta a los hechos. Pero a la gente se le ha ocurrido más de uno. Desarrollas una teoría que se ajusta a los hechos conocidos, luego extrapolas conclusiones de eso. Luego, configura experimentos que deberían ser ciertos si su conclusión es cierta. Realiza esos experimentos y analiza los resultados. Los resultados apoyan su teoría, dan como resultado una modificación de su teoría o entran en conflicto con su teoría. En el último caso, es necesario desarrollar una nueva teoría. Así es como funciona la ciencia.

Como en la mecánica cuántica, existe una teoría llamada Modelo Estándar. La teoría predijo la existencia de una partícula de cierta masa que nadie había observado nunca, llamada Bosón de Higgs. El Gran Colisionador de Hadrones fue construido para probar la teoría. Finalmente observó una partícula con la masa y las propiedades predichas por la teoría. Esto prueba que esa parte de la teoría es correcta. Si la partícula no se hubiera encontrado, o las propiedades fueran diferentes, la teoría necesitaría cambios o se demostraría que es incorrecta. El modelo estándar no es la única teoría. La súper simetría y la teoría de cuerdas también se desarrollaron para explicar las mismas propiedades físicas. El bosón de Higgs se ajusta al modelo estándar mejor que los otros dos, por lo que los otros están equivocados o necesitan ser modificados. A medida que hagan predicciones futuras y las prueben, fortalecerá o debilitará aún más la base de cada teoría.

# 5 Davester9

Tan pronto como comencemos a reflexionar sobre preguntas que nuestro entendimiento actual no puede explicar por completo, debemos ser conscientes de que ciertos términos y condiciones pueden o no ser tan precisos como nos gustaría. A menudo, estos términos se utilizan en lugar de explicaciones que aún no se han determinado. Jim cubre con precisión esta ambigüedad. Personalmente, me pregunto si alguna vez tendremos la capacidad de comprender completamente las condiciones que deben haber existido para crear nuestro universo. Esas condiciones son tan completamente ajenas a nuestras condiciones actuales que un punto de referencia a la hora de explicarlas es difícil de conseguir. Tendremos que esperar y ver.

# 6 GJJim

Esa singularidad. Allí no se aplican las leyes físicas conocidas, es una construcción imaginaria, una ficción conveniente.

# 7 hherzy

Muy bien, voy a empezar de nuevo porque estoy confundido de nuevo.

El universo se expande. No se puede negar eso.

Eso sugiere que el universo fue una vez más pequeño y nació la teoría BB. Aquí es donde termina la teoría y comienza la especulación. Algunas personas piensan que el universo es finito y se expandió desde una singularidad, mientras que otras creen que el universo es infinito y se está expandiendo desde un infinito más pequeño.

Comenzamos a comprender cosas nuevas sobre la mecánica cuántica y nos damos cuenta de que hay un campo de partículas virtuales en ebullición en todo el espacio llamado fluctuaciones cuánticas. Con algunos cálculos complicados, puede averiguar la geometría y, por lo tanto, la energía neta del universo y es precisamente cero.

# 8 Jim Davis

La teoría del universo de energía cero llegó antes de la comprensión de la inflación cósmica. También ocurrió antes de que alguien se diera cuenta de que existían la materia oscura y la energía oscura (¿tal vez?). No creo que mucha gente ya crea eso.

# 9 hherzy

No, esa es en realidad, como he escuchado, la nueva teoría. Mira los videos de "algo de la nada" de Lawrence Krauss. Es una teoría de un año o dos. Se sabía que existían la energía oscura y la materia oscura porque habla de ellas en el video y en sus libros.

Editado por hherzy, 05 de octubre de 2016-17: 25 p.m.

# 10 jayhall0315

Hherzy, ¿estás familiarizado con la topología?

Puede que lo sepas, pero la topología es el estudio matemático de formas, superficies (los matemáticos llaman a estas variedades) y conexiones. Es por eso que un alambre largo es lo mismo que una esfera (topológicamente hablando), y por qué una rosquilla es lo mismo que una taza de café (ambos tienen una abertura), y por qué un pretzel no es lo mismo que una rosquilla. Probablemente ya lo haya escuchado, pero el premio Nobel de física de 2016 se ganó por el estudio de las transiciones de fase topológica de la materia. Entonces, la topología es un gran problema y lo ha sido desde la década de 1970.

¿Qué tiene eso que ver con el Big Bang? Resulta que la respuesta a tener un universo infinito que surgió de un punto, pero un punto que era infinito, es en realidad topológicamente posible e incluso probable. (Los mejores modelos de la densidad de energía del Universo a partir de los datos del satélite WMAP, indican que el Universo es plano (la curvatura total = 0 de la relatividad general, lo que implica una variedad infinita abierta de la topología, o está muy, muy cerca No entraré en detalles a menos que quieras más, pero se debe a los grupos de homología que representan el universo en el tiempo = 0 y algún punto infinitesimal en el tiempo cero. En resumen, la topología nos ha dado una visión profunda de la conexión general del universo, a pesar de que era infinito (lo que parece probable con lo que sabemos hasta ahora). Sin embargo, por qué es de dificultad moderada entender lo que representa físicamente el grupo de homología, es imposible para nosotros imaginarlo correctamente A continuación, diría: "Bueno, ¿por qué no podemos imaginarlo completamente?" La respuesta es que es similar a imaginar un cubo de cinco dimensiones (un penteracto). No es posible. Dicho esto, todavía podemos deducir muchos bits de información útil sobre un penterac t, a pesar de que no podemos imaginarlo completamente en nuestras mentes.

Y esa es la respuesta real a lo que te está causando problemas para imaginar un "punto infinito" (suena como una contradicción en términos, ¿verdad?) Pero no te preocupes, ningún ser humano que haya vivido (todavía) puede imaginar un punto infinito. .

Su pregunta sobre la masa infinita en el Big Bang es importante. Si la curvatura del universo es cero (el espacio-tiempo es "plano"), entonces el universo es verdaderamente infinito y tiene una masa infinita (y los datos WMAP apuntan fuertemente en esta dirección). Pero incluso si el Universo no es infinito (la curvatura no es igual a cero), entonces la curvatura en el tiempo = 0 sigue siendo tan alta, que es similar a dividir 1 por infinito (. La respuesta se aproxima a cero). Eso significa que los físicos tienden a asumir que, como un límite en el cálculo, es infinito o está muy, muy cerca de él. Cuando combina eso con el hecho de que los últimos resultados de la masa del bosón de Higgs (alrededor de 127 GeV si la memoria no funciona) indican que hubo una ruptura de simetría en el Universo temprano extremo, y el campo de Higgs se asentó lentamente a sus parámetros actuales, entonces hace Tiene sentido suponer que en realidad nada tenía "masa" en el momento igual a cero cuando comenzó el Big Bang, y toda la masa fue adquirida por la ruptura de la simetría. Sí, . Sé. ¡Eso suena absolutamente increíble! loco, pero eso es lo que lleva la evidencia hasta ahora. Un "punto" infinito que era todo el espacio en todas partes, sin masa, que se "desplegaba" en todas partes y experimentó una transición de fase (ruptura de simetría) que le dio al universo su "masa".

En cuanto al tiempo, como ha notado correctamente, hablar del tiempo antes del Big Bang no tiene sentido. Cualquiera que sea el "tiempo", parece estar envuelto firmemente dentro de la estructura de este universo. Ese elemento que llamamos "tiempo" comenzó con el Big Bang y, por lo tanto, antes de que existiera el Big Bang, no había un punto de referencia para ningún "tiempo". Antes del Big Bang, el "tiempo" era una trampa semántica. un poco como decir que la regla X mide 5 kg de largo. ¿Qué? Kilogramos es una medida de peso (en realidad masa), no de longitud. For this precise reason, modern day creationists who point to God before the Big Bang as the creator, are actually implying a nonsensical causality. It is like saying who is the father or mother of God. If God was always present and omnipotent, then there was no before, and so asking who is the father of God is just a beer drinking game. Likewise, talking about X event happening before the Big Bang is nonsensical because "time" as we know it did not exist at any moment until the Universe began. I could have said that "time" as we know it did not exist at any moment before the Big Bang, but you can already see that statement breaks causality and is a contradiction. And that is a very powerful point for agnostics and atheists because if there was a point at which time started, then there is nothing happening before that point (there is no time for it to exist in and hence there is no causality) and hence no room for a God or anything else "that came before" to exist (I could lay out the argument in its classical steps but CN has strong prohibitions on anything intersecting with religion, so best to stop here).


How can the Universe Be Infinite If.

How can the universe be infinite if it is expanding. You see if something is never ending then there is nothing more to create or happen. It would not be able to continuously expand if its infinite because there is nothing to expand onto. Does this imply that the universe cannot be infinite ?

The expansion of space is weird the analogies one usually sees (dots on a balloon, etc.) break down pretty easily.

Let's suppose the universe is infinite in extent. Then adding more space doesn't actually change the size of the universe "adding" something to infinity just gives you infinity again. It makes more sense to talk about the changing distance between objects like galaxies. Hubble's law gives you the rate at which things are receding from each other because of the expansion of space.

People tend to gloss over something important when talking about the expansion of the universe: during the Big Bang, the universe was extremely dense (in terms of energy density), but not necessarily small. If the universe is infinite now, then it had to have been infinite in size at the Big Bang. Otherwise it would have had to become infinite at some particular time, and that just doesn't make any sense.

However, that's supposing the universe really is infinite. There's no way we can know for sure if the total curvature of space-time in the universe is zero, then it's infinite. But if it is even the tiniest bit nonzero and positive, even if it is too small for us to measure, then the universe is "closed" (think traveling on the surface of a sphere, finite but no edges) and finite in extent. The best we can do is take measurements as precisely as we can and say "the universe is at least this big".

if the total curvature of space-time in the universe is zero, then it's infinite

Well, observationally, we know that the Universe is flat (space-time curvature = zero) from studying the Cosmic Microwave Background. I think it's considered accepted that we live in a flat (therefore infinite) universe.

People tend to gloss over something important when talking about the expansion of the universe: during the Big Bang, the universe was extremely dense (in terms of energy density), but not necessarily small. If the universe is infinite now, then it had to have been infinite in size at the Big Bang. Otherwise it would have had to become infinite at some particular time, and that just doesn't make any sense.

I like you answer overall (one of if not the best here), I just have an issue with this bit. It doesn't have to be infinite in size at the big bang, just infinite in density.

But, I don't think that there is any theory that even tries to claim that the universe is currently infinite in the sense that it is infinite in volume. I think the closest thing we have is a universe with curvature that may have no bound, but not be infinite in volume. I may be wrong.

there is nothing to expand onto.

The universe doesn't expand onto or into something else. That would imply that there is some sort of unoccupied space outside of the universe. That's not how it works. The universe is all of the space (and time).

Yea, but let's be honest. We don't really know.

I like to think of it as being like the old scrolling 8 bit shooter games where once you leave the top of the screen, you appear at the bottom again. But only in 3 dimensions.

Infinity behaves quite a bit differently to other numbers.

Imagine you have a hotel with an infinite number of rooms, all of which are occupied. Someone turns up looking for a room. You don't have any empty rooms, so you'll have to turn them away. or you could ask every guest to move into the next room. The guest in room 1 moves to room 2, room 2 -> room 3, room 3 -> room 4. which leaves room 1 empty. Instead let's say an infinite number of guests arrive. You could get all the guests to move to the room numbered twice their own, so room 1 -> room 2, room 2 -> room 4, room 3 -> room 6. There are now an infinite number of empty rooms to accommodate your guests.

Now ask, if there were infinitely many rooms to begin with, what room numbers did the rooms expand into? For it to be possible for the hotel to expand, did it have to be finite to begin with?

Infinity behaves quite a bit differently to other numbers.

Because it's not a number it's an abstract concept that cannot actually be measured.

Hey OP, I think you might be better off asking this question in r/askscience.

Sí. In fact similar questions have been asked. Many, many, many times

I remember Christopher's answer to this was something like "Whether the universe is finite or infinite, I don't know. Either are sufficient to blow my mind".

He was right, as either scenario seems equally implausible.

That's the same music as in KSP!

I'm no astrophysicist, but I do have a bit of an interest in this so hopefully I can give you a semi-accurate 'pop-science' answer! If I'm way off the mark on any of this, Iɽ appreciate somebody letting me know :)

The universe is infinite in the sense that there is no conceivable way for anybody to accurately measure it. You could not build a device that would ever last as long as it would need to in order to survive long enough to reach anything resembling an edge. 'Infinite' in this sense just means 'So large that it is unfeasible to accurately measure'. Nobody really knows what would exist at 'the edge' of the universe, and it's pointless to think about because you could never reach it anyway. It is also misleading to think that the universe is expanding 'into' something.

The expansion of the universe is happening at every point in the universe, kind of like scaling an image up. If you stand on one pixel of the image and look at another, then over time both your pixel and the one you're observing will appear to be identical, but the space between them will have increased. The same phenomenon will occur in whichever direction you choose to look. ɾverything' moves away from you in all directions, regardless of the pixel you choose to stand on.

When we talk about our 'observable universe', all we're really talking about is the furthest distance that light has been able to reach us from, given the current age of the universe. Everything beyond that point is unknown to us, although over time our observable universe will increase in size because light will have had more time to reach us. This, however, is not what the expansion of the universe refers to. The expansion of the universe is caused by an active force that is driving the expansion of the fabric of the universe in the manner I described using the 'scaling up an image' analogy earlier. The energy which is used to do this is often called ⟚rk energy', but this just means that we really don't know where it comes from or why it's there - nor why the universe should seemingly be accelerating in its expansion (i.e. energy is being 'pumped into' the universe) when our models predicted that the expansion would be decelerating or even reversing depending on how old we think the universe is, ultimately resulting in either the heat death of the universe (everything expanding until everything is infinitely far apart and the universe is smooth and infinitely cool), or a contraction of the universe back into a single point (big crunch). Our current understanding suggests that what is actually happening is that expansion is accelerating (i.e the big bang is still ➺nging', although even this is not strictly accurate).

If I recall correctly, I think our current model of the origins of the universe is that there was an initial expansion, a decelerating and cooling period, and now the universe is expanding again (or at least, that appears to be what we're measuring although we have no real understanding of the mechanism through which it actually happens).

Like I said, I have huge gaps in my knowledge about this kind of stuff and this is all very much armchair astrophysics - I don't claim to be any kind of authority on this so if it's all way off base then clearly I'm misunderstanding things myself!

A good place to look for explanations of all this kind of stuff is the Sixty Symbols channel on YouTube - they have some really great professors discussing and explaining these things - and they'll readily discuss competing theories and explanations even if they disagree with them.

I think the problem people have with ideas like an infinite universe is that a lot of this stuff is highly theoretical. The distances and timescales involved are so unimaginably vast that actually testing our theories is incredibly difficult, and in some cases requires impractically huge amounts of energy. Theoretical physicists aim to bridge the gap between 'what the truth could conceivably be' and 'what is actually testable'. The difficulty is in identifying ways to test the theories, more than anything else.


Big Bang Theory

The Big Bang theory is an effort to explain what happened at the very beginning of our universe. Discoveries in astronomy and physics have shown beyond a reasonable doubt that our universe did in fact have a beginning. Prior to that moment there was nothing during and after that moment there was something: our universe. The big bang theory is an effort to explain what happened during and after that moment.

According to the standard theory, our universe sprang into existence as "singularity" around 13.7 billion years ago. What is a "singularity" and where does it come from? Well, to be honest, we don't know for sure. Singularities are zones which defy our current understanding of physics. They are thought to exist at the core of "black holes." Black holes are areas of intense gravitational pressure. The pressure is thought to be so intense that finite matter is actually squished into infinite density (a mathematical concept which truly boggles the mind). These zones of infinite density are called "singularities." Our universe is thought to have begun as an infinitesimally small, infinitely hot, infinitely dense, something - a singularity. Where did it come from? We don't know. Why did it appear? We don't know.

After its initial appearance, it apparently inflated (the "Big Bang"), expanded and cooled, going from very, very small and very, very hot, to the size and temperature of our current universe. It continues to expand and cool to this day and we are inside of it: incredible creatures living on a unique planet, circling a beautiful star clustered together with several hundred billion other stars in a galaxy soaring through the cosmos, all of which is inside of an expanding universe that began as an infinitesimal singularity which appeared out of nowhere for reasons unknown. This is the Big Bang theory.

Big Bang Theory - Common Misconceptions
There are many misconceptions surrounding the Big Bang theory. For example, we tend to imagine a giant explosion. Experts however say that there was no explosion there was (and continues to be) an expansion. Rather than imagining a balloon popping and releasing its contents, imagine a balloon expanding: an infinitesimally small balloon expanding to the size of our current universe.

Another misconception is that we tend to image the singularity as a little fireball appearing somewhere in space. According to the many experts however, space didn't exist prior to the Big Bang. Back in the late '60s and early '70s, when men first walked upon the moon, "three British astrophysicists, Steven Hawking, George Ellis, and Roger Penrose turned their attention to the Theory of Relativity and its implications regarding our notions of time. In 1968 and 1970, they published papers in which they extended Einstein's Theory of General Relativity to include measurements of time and space. 1, 2 According to their calculations, time and space had a finite beginning that corresponded to the origin of matter and energy." 3 The singularity didn't appear en space rather, space began inside of the singularity. Prior to the singularity, nothing existed, not space, time, matter, or energy - nothing. So where and in what did the singularity appear if not in space? We don't know. We don't know where it came from, why it's here, or even where it is. All we really know is that we are inside of it and at one time it didn't exist and neither did we.

  • First of all, we are reasonably certain that the universe had a beginning.
  • Second, galaxies appear to be moving away from us at speeds proportional to their distance. This is called "Hubble's Law," named after Edwin Hubble (1889-1953) who discovered this phenomenon in 1929. This observation supports the expansion of the universe and suggests that the universe was once compacted.
  • Third, if the universe was initially very, very hot as the Big Bang suggests, we should be able to find some remnant of this heat. In 1965, Radioastronomers Arno Penzias and Robert Wilson discovered a 2.725 degree Kelvin (-454.765 degree Fahrenheit, -270.425 degree Celsius) Cosmic Microwave Background radiation (CMB) which pervades the observable universe. This is thought to be the remnant which scientists were looking for. Penzias and Wilson shared in the 1978 Nobel Prize for Physics for their discovery.
  • Finally, the abundance of the "light elements" Hydrogen and Helium found in the observable universe are thought to support the Big Bang model of origins.

Big Bang Theory - The Only Plausible Theory?
Is the standard Big Bang theory the only model consistent with these evidences? No, it's just the most popular one. Internationally renown Astrophysicist George F. R. Ellis explains: "People need to be aware that there is a range of models that could explain the observations….For instance, I can construct you a spherically symmetrical universe with Earth at its center, and you cannot disprove it based on observations….You can only exclude it on philosophical grounds. In my view there is absolutely nothing wrong in that. What I want to bring into the open is the fact that we are using philosophical criteria in choosing our models. A lot of cosmology tries to hide that." 4

In 2003, Physicist Robert Gentry proposed an attractive alternative to the standard theory, an alternative which also accounts for the evidences listed above. 5 Dr. Gentry claims that the standard Big Bang model is founded upon a faulty paradigm (the Friedmann-lemaitre expanding-spacetime paradigm) which he claims is inconsistent with the empirical data. He chooses instead to base his model on Einstein's static-spacetime paradigm which he claims is the "genuine cosmic Rosetta." Gentry has published several papers outlining what he considers to be serious flaws in the standard Big Bang model. 6 Other high-profile dissenters include Nobel laureate Dr. Hannes Alfvйn, Professor Geoffrey Burbidge, Dr. Halton Arp, and the renowned British astronomer Sir Fred Hoyle, who is accredited with first coining the term "the Big Bang" during a BBC radio broadcast in 1950.

Big Bang Theory - What About God?
Any discussion of the Big Bang theory would be incomplete without asking the question, what about God? This is because cosmogony (the study of the origin of the universe) is an area where science and theology meet. Creation was a supernatural event. That is, it took place outside of the natural realm. This fact begs the question: is there anything else which exists outside of the natural realm? Specifically, is there a master Architect out there? We know that this universe had a beginning. Was God the "First Cause"? We won't attempt to answer that question in this short article. We just ask the question:


In the beginning

The first thing to understand is what the Big Bang actually was.

"The Big Bang is a moment in time, not a point in space," said Sean Carroll, a theoretical physicist at the California Institute of Technology and author of "The Big Picture: On the Origins of Life, Meaning and the Universe Itself" (Dutton, 2016).

Thus, it's possible that the universe at the Big Bang was teeny-tiny or infinitely large, Carroll said, because there&rsquos no way to look back in time at the stuff we can&rsquot even see today. All we really know is that it was very, very dense and that it very quickly got less dense.

As a corollary, there really isn't anything outside the universe, because the universe is, by definition, everything. So, at the Big Bang, everything was denser and hotter than it is now, but there was no more an "outside" of it than there is today. As tempting as it is to take a godlike view and imagine you could stand in a void and look at the scrunched-up baby universe right before the Big Bang, that would be impossible, Carroll said. The universe didn't expand into space space itself expanded.

"No matter where you are in the universe, if you trace yourself back 14 billion years, you come to this point where it was extremely hot, dense and rapidly expanding," he said.

No one knows exactly what was happening in the universe until 1 second after the Big Bang, when the universe cooled off enough for protons and neutrons to collide and stick together. Many scientists do think that the universe went through a process of exponential expansion called inflation during that first second. This would have smoothed out the fabric of space-time and could explain why matter is so evenly distributed in the universe today.


Big Bang, Deflated? Universe May Have Had No Beginning

If a new theory turns out to be true, the universe may not have started with a bang.

In the new formulation, the universe was never a singularity, or an infinitely small and infinitely dense point of matter. In fact, the universe may have no beginning at all.

"Our theory suggests that the age of the universe could be infinite," said study co-author Saurya Das, a theoretical physicist at the University of Lethbridge in Alberta, Canada.

The new concept could also explain what dark matter — the mysterious, invisible substance that makes up most of the matter in the universe — is actually made of, Das added. [The Big Bang to Civilization: 10 Amazing Origin Events]

Big Bang under fire

According to the Big Bang theory, the universe was born about 13.8 billion years ago. All the matter that exists today was once squished into an infinitely dense, infinitely tiny, ultra-hot point called a singularity. This tiny fireball then exploded and gave rise to the early universe.

The singularity comes out of the math of Einstein's theory of general relativity, which describes how mass warps space-time, and another equation (called Raychaudhuri's equation) that predicts whether the trajectory of something will converge or diverge over time. Going backward in time, according to these equations, all matter in the universe was once in a single point — the Big Bang singularity.

But that's not quite true. In Einstein's formulation, the laws of physics actually break before the singularity is reached. But scientists extrapolate backward as if the physics equations still hold, said Robert Brandenberger, a theoretical cosmologist at McGill University in Montreal, who was not involved in the study.

"So when we say that the universe begins with a big bang, we really have no right to say that," Brandenberger told Live Science.

There are other problems brewing in physics — namely, that the two most dominant theories, quantum mechanics and general relativity, can't be reconciled.

Quantum mechanics says that the behavior of tiny subatomic particles is fundamentally uncertain. This is at odds with Einstein's general relativity, which is deterministic, meaning that once all the natural laws are known, the future is completely predetermined by the past, Das said.

And neither theory explains what dark matter, an invisible form of matter that exerts a gravitational pull on ordinary matter but cannot be detected by most telescopes, is made of.

Quantum correction

Das and his colleagues wanted a way to resolve at least some of these problems. To do so, they looked at an older way of visualizing quantum mechanics, called Bohmian mechanics. In it, a hidden variable governs the bizarre behavior of subatomic particles. Unlike other formulations of quantum mechanics, it provides a way to calculate the trajectory of a particle.

Using this old-fashioned form of quantum theory, the researchers calculated a small correction term that could be included in Einstein's theory of general relativity. Then, they figured out what would happen in deep time. [8 Ways You Can See Einstein's Theory of Relativity in Real Life]

The upshot? In the new formulation, there is no singularity, and the universe is infinitely old.

A way to test the theory

One way of interpreting the quantum correction term in their equation is that it is related to the density of dark matter, Das said.

If so, the universe could be filled with a superfluid made of hypothetical particles, such as the gravity-carrying particles known as gravitons, or ultra-cold, ghostlike particles known as axions, Das said.

One way to test the theory is to look at how dark matter is distributed in the universe and see if it matches the properties of the proposed superfluid, Das said.

"If our results match with those, even approximately, that's great," Das told Live Science.

However, the new equations are just one way to reconcile quantum mechanics and general relativity. For instance, a part of string theory known as string gas cosmology predicts that the universe once had a long-lasting static phase, while other theories predict there was once a cosmic "bounce," where the universe first contracted until it reached a very small size, then began expanding, Brandenberg said.

Either way, the universe was once very, very small and hot.

"The fact that there's a hot fireball at very early times: that is confirmed," Brandenberg told Live Science. "When you try to go back all the way to the singularity, that's when the problems arise."

The new theory was explained in a paper published Feb. 4 in the journal Physical Letters B, and another paper that is currently under peer review, which was published in the preprint journal arXiv.


How can something infinitely big have expanded from an infinitely small? - Astronomía

I am very confused about things my science book says about the expanding universe. Every book I have seen has defined the universe as "everything". If the universe is expanding what is it expanding into? It would have to expand into even more universe. I understand that the red spectra indicates that things are moving away from us but that is drifting not expanding, right? If you could help me to understand this, it would be appreciated. Thank you for your time.

This is a very good question which is not at all easy to give a satisfactory answer to! The first time I tried to write an answer to this, we got so many follow-up questions from people who were still confused that I decided to try to answer it again, this time much more comprehensively. The long explanation is below. However, if you just want a short answer, I'll say this: if the universe is infinitely big, then the answer is simply that it isn't expanding into anything instead, what is happening is that every region of the universe, every distance between every pair of galaxies, is being "stretched", but the overall size of the universe was infinitely big to begin with and continues to remain infinitely big as time goes on, so the universe's size doesn't change, and therefore it doesn't expand into anything. If, on the other hand, the universe has a finite size, then it may be legitimate to claim that there is something "outside of the universe" that the universe is expanding into. However, because we are, by definition, stuck within the space that makes up our universe and have no way to observe anything outside of it, this ceases to be a question that can be answered scientifically. So the answer in that case is that we really don't know what, if anything, the universe is expanding into.

Now, for those of you who want a more comprehensive discussion:

Let me begin by saying that "expanding" isn't really the best word to describe what is happening to the universe, although that is the word that is often used - a word choice which I think leads to a lot of unnecessary confusion regarding what is already a difficult topic! A more accurate word for what the universe is doing might be "stretching".

The difference between "expanding" and "stretching", for me at least, is that an "expanding universe" conjures up an image where there is a bunch of galaxies floating through space, all of which started at some center point and are now moving away from that point at very fast speeds. Therefore, the collection of galaxies (which we call the "universe") is expanding, and it is certainly fair to ask what it is expanding into.

The current theories of the universe, however, tell us that this is not the picture we should have in mind at all. Instead, the galaxies are in some sense stationary - they do not move through space the way that a ball moves through the air. The galaxies simply sit there. However, as time goes on, the space between the galaxies "stretches", sort of like what happens when you take a sheet of rubber and pull at it on both ends. Although the galaxies haven't moved mediante space at all, they get farther away from each other as time goes on because the space in between them has been stretched.

Of course, when we think of space in everyday life, we don't think of it as something which is capable of stretching. Space, to us, just seems like something which is allí, and which everything else in the universe exists within. But according to Einstein's theory of general relativity, space isn't really as simple as our common sense tells us. If we want to understand the actual way that the universe functions, we need to find some way to incorporate Einstein's ideas into our mental picture and imagine space as a more complicated entity which is capable of doing things like "bending" and "stretching".

To help us imagine this, a lot of people have come up with analogies for the universe in which space is represented by something more tangible. For example, there is the analogy with a sheet of rubber (or sometimes a balloon) that I mentioned above. My favorite analogy, though, involves imagining the universe as a gigantic blob of dough. Embedded in the dough are a bunch of raisins, spread throughout. The dough represents space, and the raisins represent the galaxies. (To the best of my knowledge, this analogy was originally proposed by Martin Gardner in his 1962 book Relativity for the Million.) We have no idea how big the dough is at this point - all we know is that it is very big, and we, sitting on some raisin somewhere inside it, are so far away from the "edge" that the edge can't possibly have any effect on us or on what we see.

Now, someone puts the dough in the oven and it begins to expand. The raisins move apart from each other, but relative to the dough they don't move at all - the same particles of dough that start off near a particular raisin will always be next to that raisin. That is what I meant when I said that the galaxies aren't really moving through space as the universe expands - here, the raisins aren't moving through the dough, but the distance between the raisins is still getting larger.

This new picture of the universe which I am asking you to imagine is, on a practical level, much different from the old picture in which the galaxies are all moving through space away from some point at the center. A lot of concepts and definitions that seem simple to us in the old picture are much more complicated now. Por ejemplo:

What is the distance between two galaxies? In the old picture, this is an easy question to answer theoretically (though not necessarily in practice!). Just get yourself a giant tape measure and clip it to a faraway galaxy, then come back to our galaxy and hold on tight. As the galaxy moves away, it will pull on the tape measure, and you will easily be able to read off the distance as the tape measure unwinds. one billion light-years, one and half billion light-years, two billion light-years, etc.

In our new picture of the universe, however, with the raisins and the dough, the tape measure will not unwind at all as the universe expands, because the galaxies are not actually moving with respect to each other! Instead, it will read one billion light-years the whole time. You could be perfectly justified in saying that the distance between the galaxies has not changed as time goes on. When you bring the tape measure back in, however, you will notice something unusual due to the stretching of space, your tape measure will have stretched as well, and if you compare it to an identical tape measure which you had sitting in your pocket the entire time, you will see that all the tick marks on it are twice as far apart as they used to be. Using the tape measure from your pocket as a reference, you would now say that the galaxy is two billion light-years away, even though the first tape measure said it was one billion light-years away. As you can see, the concept of "distance" in this new picture of the universe is somewhat more complicated than in the old picture! It is unclear whether the universe as a whole is really "expanding" - all that we really measure is a stretching of the space between each pair of galaxies. (Note that we might have to have an "imaginary" tape measure whose atoms aren't actually being held together by intermolecular forces in order for the scenario described above to actually take place as described.)

(By the way, this analogy of the tape measure is pretty similar to what actually happens to light when it travels between galaxies. When light is emitted from one galaxy and travels through space to another galaxy, during its trip through space it además will be stretched, causing it to have a longer wavelength and therefore causing its color to appear more towards the red end of the spectrum. This is what leads us to see redshifted light when we look at faraway galaxies, and it is measurements of this redshift that allow us to estimate the distances to these galaxies.)

Where is the center of the universe? In the old picture, it is easy to say where the center of the universe is - it's the point in space that all the galaxies are moving away from. In the new picture, though, this isn't so clear. Remember, the galaxies aren't actually moving away from each other - they're sitting still! Let's go back to the dough analogy - sure, you can imagine that even if the dough is really really big, it has some point within it which is the geometric center. But this definition is not very useful. Since the dough represents the space that we live in, we have no way to see "outside" of the dough to get a sense of the entire shape and figure out where the center is. So if you are stuck inside the dough, and have no way to see anything except the dough, and if you are so far from the "edge" of the dough that you can't see it and it can't have any effect on you, then what difference do you notice between the point where you're at and the point that is actually at the geometric center of the entire blob of dough? The answer is that there is no difference, absolutely none. The concept of the "center of the universe" loses all meaning, so we don't even think about it.

In fact, we can go a step further and imagine that the center isn't even there at all! How? Well, what if instead of just being really really big, the dough were infinitely big - that is, you could walk forever in a straight line and Nunca reach a place where the dough ends. In that case, there really would be no center of the universe - the only way you can define the center is to mark out the edges and find the point that's equally in between all of them. So if the universe is infinitely big and has no edges, then it also has no center, not even on a theoretical level.

What does the universe expand into? Finally, we can return to the original question. In our old picture of the universe, the answer would be simple, although very unsatisfying. The collection of galaxies that make up the universe is moving through space therefore, the universe is expanding into even more space than it already encompassed. In our new picture, though, the galaxies are just raisins spread throughout the dough - their presence is largely irrelevant to the question of the universe's expansion. What we really care about is the dough, and whether or not it has a boundary.

If the dough does have a boundary, then it is legitimate to ask what is beyond the boundary that the dough expands "into". But for our universe, that is a very complicated question to ask! The boundary at the edge of the dough represents the "edge" of space. By definition, we exist within space and have no way to leave it! So we don't think there is any way to observe or measure what is beyond, unless it had some effect on us that we currently don't know about. It would be really weird to imagine reaching the "end" of space. What would it look like, for example? These are questions that we have no way to give a scientific answer to, so the simple answer is that we don't know! All we do know is that based on our current understanding of theoretical cosmology, the universe does not have a boundary - it is either infinite or it wraps around itself in some way. Observations seem to agree with these predictions in the sense that if the universe lo hace have a boundary, we know that the boundary is so far away from us that we can't currently see it and it doesn't have any effect on us.

If the universe is indeed infinite, then the simple answer to the original question is that the universe doesn't have anything to expand into. Thinking about infinity is always complicated, but a good analogy can be made with simple math. Imagine you have a list of numbers: 1,2,3,etc., all the way up to infinity. Then you multiply every number in this list by 2, so that you now have 2,4,6,etc., all the way up to infinity. The distance between adjacent number in your list has "stretched" (it is now 2 instead of 1), but can you really say that the total extent of all your numbers has "expanded"? You started off with numbers that went up to infinity, and you finished with numbers that went up to infinity. So the total size is the same! If these numbers represent the distances between galaxies in an infinite universe, then it is a good analogy for why the universe does not necessarily expand even though it stretches.

Finally, I should point out that not everything in the universe is "stretching" or "expanding" in the way that the spaces between faraway galaxies stretch. For example, you and I aren't expanding, the Earth isn't expanding, the sun isn't expanding, even the entire Milky Way galaxy isn't expanding. That's because on these relatively small scales, the effect of the universe's stretching is completely overwhelmed by other forces (i.e. the galaxy's gravity, the sun's gravity, the Earth's gravity, and the atomic forces which hold people's bodies together). It is only when we look across far enough distances in the universe that the effect of the universe's stretching becomes noticeable above the effects of local gravity and other forces which tend to hold things together. (That is why, in the analogy of the tape measure I discussed above, the tape measure that you keep in your pocket does not get stretched, while the one that goes between two galaxies does get stretched. I bet some people were wondering about that!)

This page was last updated June 27, 2015.

Sobre el Autor

Dave Rothstein

Dave is a former graduate student and postdoctoral researcher at Cornell who used infrared and X-ray observations and theoretical computer models to study accreting black holes in our Galaxy. He also did most of the development for the former version of the site.