Dado que la materia no puede escapar de un agujero negro, ¿cómo produjo el Big Bang el universo que vemos hoy?

Question

La extrapolación de la expansión del Universo hacia atrás en el tiempo utilizando la relatividad general da como resultado una densidad y una temperatura infinitas en un momento finito del pasado.

Si la materia contenida en nuestra galaxia se concentrara en un radio pequeño, ¿no llevaría a que todo el universo fuera un agujero negro? Si es así, ¿cómo es posible que toda la materia de nuestro universo observable se haya originado en una región de densidad infinita?

Answer 1

• El modelo inflacionario es sólo una parte de la respuesta.
• Dado que la masa-energía del universo estaba distribuida uniformemente al final de la inflación, no hubo un exceso de densidad en una región que diera lugar a un agujero negro. Esto se explica por el teorema de la cáscara de Newton.
• Por separado, la radiación ejercía una presión hacia el exterior que impedía la formación de regiones demasiado densas. La dinámica newtoniana explica en gran medida cómo la presión hacia el exterior de la radiación equilibra la fuerza de colapso de la gravedad.

Analogía:

• la temperatura de una estrella de neutrones recién formada es de 10^11 Kelvin
• la temperatura del universo después de la inflación era de 10^27 Kelvin.

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La teoría de la inflación se propuso para resolver el problema de planicidad y el problema del horizonte. La inflación termina después de los primeros 10^-32 segundos. Nuestro universo observable tenía el tamaño de un grano de arena que contenía una masa-energía de ~10^80 GeV, que es mucho más densa que la densidad crítica que presumiblemente lo haría colapsar en un agujero negro.

Sin embargo, me parece que si el universo observable fuera todo lo que hay (sólo este grano de arena rodeado de vacío), entonces el universo sería han colapsado hasta convertirse en un agujero negro. El universo debe haber sido mucho más grande que nuestro grano de arena observable, y la masa-energía debe haberse distribuido suavemente en el exterior de nuestro grano de arena observable.

Aquí hay un buen sitio web para entender la dinámica. Recomiendo empezar por la sección de dinámica newtoniana antes de profundizar en la dinámica de la RG y la FRW. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Astro/expuni3.html#c1

Se puede obtener una visión de la expansión a partir de un modelo de expansión newtoniano que conduce a una versión simplificada de la ecuación de Friedman de Friedman.

Answer 2

Existe un concepto conocido como entelequia, que básicamente significa una idea tan complicada y tan llena de casos límite que no se pueden obtener ideas útiles de ella.

Una entelequia es el concepto de dios, un súper ser que creó todo en sólo 6 días y que necesita tu dinero. Y el registro fósil fue puesto ahí por el bien solo para probar tu fe. Al final se vuelve tan complicado que es extremadamente improbable que exista un dios.

Lo mismo ocurre con la teoría del Big Bang. Si alguna vez hubo un big bang, significa que en algún momento hubo un lugar donde toda la materia del universo estaba en un lugar más pequeño que cualquier estrella. Y la cosmología muestra que cualquier estrella con el tamaño del sol y 1.000 veces su masa va a ser un agujero negro. Y un agujero negro por definición no permitirá que nada escape, ni siquiera la luz.

Así que ya ves, puedes complicar la histeria todo lo que quieras, cambiar las leyes de la física cuando se produjo el big bang, crear teorías de la inflación, pero ¿en qué se diferencia eso de decir que el registro fósil se puso ahí para probar tu fe?