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¿Qué pruebas hay de que el Big Bang no fue sólo un fenómeno local?

Este post es el segundo de una serie de posts que se encontraron (cada vez menos) con cierta contención por parte de la comunidad de físicos, debido a mi condición de matemático puro al principio de tratar de discutir las aplicaciones de mi campo de estudio (hiperbólica $3$ -manifolds), sobre la que yo era bastante ignorante. El anterior era: ¿Podemos ver lo suficiente del universo para tener una opinión válida sobre si se está expandiendo? y los dos siguientes son En cuanto al universo, ¿"casi plano" no significa "no plano"? y ¿Cuáles son las aplicaciones de la hiperbólica? $3$ -¿la teoría de los pliegues a la cosmología? Espero que los demás puedan apreciar mi elección de evocar una conversación potencialmente molesta en lugar de permanecer ignorante. Por favor, tengan paciencia conmigo y si digo algo estúpido, háganmelo saber y díganme por qué.

Cuando decimos "el universo", hay un problema de definición incorporado, ya que si supiéramos realmente lo que es, habríamos terminado. A menudo lo evitamos diciendo "el universo observable", lo que significa, a grandes rasgos, la parte del espacio que está lo suficientemente cerca de nosotros como para ser "teóricamente" medible. De hecho, la propia definición de universo observable incluye la suposición de que se está expandiendo porque, según la teoría, esa expansión es lo que limita la mensurabilidad teórica.

La idea ingenua del Big Bang es que, dado que las cosas se alejan unas de otras, podemos rastrear su trayectoria hasta un único objeto más denso, a partir del cual deben haber explotado. Dado que sólo somos capaces de medir hasta una determinada esfera en torno a nosotros, ¿no es un poco presuntuoso decir que esto caracteriza toda la creación del universo? (Después de todo, nosotros, como humanos, tenemos una larga historia de sobreestimación del alcance de nuestras observaciones).

Concedamos que el universo observable 4 fue el resultado de una explosión de este tipo (tal vez deberíamos llamarla "un" Big Bang). Mi pregunta concreta es: ¿qué pruebas tenemos de que los objetos del universo en general, más allá de la parte observable, también se originaron a partir de esta misma explosión? Por ejemplo, ¿qué propiedades de la materia podemos estudiar localmente que impliquen esto globalmente, en el sentido matemático? [Como señalé en mi otro post (enlazado en la parte superior) un sistema dinámico homogéneo puede muy bien tener múltiples puntos de repulsión y atracción y nosotros podríamos simplemente estar cerca de un gran punto de repulsión]. Por último, si no tenemos razones para extrapolar algo así, ¿no deberíamos advertir a la comunidad en general sobre la posibilidad de confundir "El Universo" con la parte que estamos estudiando, de esta manera?

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Sólo puedo responder definitivamente a su última pregunta.

Por último, si no tenemos razones para extrapolar tal cosa, ¿no deberíamos advertir a la comunidad en general sobre la confusión de "El Universo" con la parte que estamos estudiando, de esta manera?

¡Lo hacemos! Esta advertencia se encuentra en muchas respuestas en este sitio. Según mi experiencia, entre los no físicos existe un enorme interés por las cuestiones fundamentales del universo (es la necesidad humana básica de saber, que curiosamente suele desaparecer cuando se introducen las matemáticas :) El enlace al que te han remitido debe estar entre las referencias más comunes para ciertas clases de preguntas, como "¿en qué se está expandiendo el universo?".

Esta es realmente la única comunidad general a la que podemos llegar, aparte del raro matemático que se pasea por...

Mi pregunta concreta es: ¿qué pruebas tenemos de que los objetos del universo en general, más allá de la parte observable, también se originaron a partir de esta misma explosión? Por ejemplo, ¿qué propiedades de la materia podemos estudiar localmente que impliquen esto globalmente, en el sentido matemático?

¿Cómo podemos responder a esta pregunta, si no es con un balance de probabilidades? Una posible forma de comprobar que la parte oculta es muy parecida a la parte observable es comprobar si hay anomalías gravitacionales. ¿Se ve afectada una parte de la región observable por una distribución no homogénea de las "cosas" que hay en la parte oculta, y hasta donde yo sé, no hemos detectado nada en ese sentido?

Hay un sinfín de posibilidades de lo que está más allá de la parte observable, y es inútil siquiera plantear una de ellas como ejemplo, ya que todas son indemostrables.

Como no considero que esto sea una respuesta, creo que es aceptable devolverte la pregunta. ¿Por qué debería haber una diferencia entre la parte observable y la oculta, cuando tenemos pruebas de un comienzo inicial, tenemos una buena idea de por qué tenemos esta división entre lo observable y lo oculto, aunque no tengamos idea de su mecanismo real? Sí, comprendo que esto sólo se aplica a la parte observable, pero eso sólo pone de manifiesto la dificultad o la imposibilidad de dar una respuesta.

Por último, debo decir, como es obvio de todos modos, que esta respuesta simplista e ingenua a su pregunta la da alguien que tiene conocimientos cosmológicos muy limitados, pero me sorprendería, y también me encantaría, que cualquier otra respuesta, por muy sofisticada y detallada que sea, altere significativamente algo de lo que he escrito aquí.

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