¿Hay alguna forma de universo? Si es así, ¿cómo se ve la forma?

Answer 1

Como Albert Bijzitter señaló, la única forma finita que coincide con las propiedades conocidas actualmente es una esfera. Agregaré que es una esfera muy (muy, muy, muy, muy, muy …). Tan grande que sería imposible rodearlo dentro de la vida del universo. Mente, estamos hablando del análogo en cuatro dimensiones de una esfera. Y, cuenta, es tan grande que parece plano para todos los propósitos prácticos.

La otra posibilidad, de un espacio plano con un borde distante, tan distante que efectivamente no existe desde nuestra perspectiva, es al menos de alcance finito, pero plantea el problema de cuáles son las propiedades en el borde.

Pero la posibilidad más intrigante y perturbadora de todas puede ser un universo plano e infinito. Nada en nuestras observaciones actuales, como entiendo las cosas, excluye esto. En este modelo, nuestro universo observable (90 mil millones de años luz a lo largo de nuestra época) fue una vez un solo punto, o casi, con un número infinito de rangos superpuestos, uno al lado del otro.

Debo decir que la esfera me parece más probable, simplemente porque no entiendo cómo una superficie plana infinitamente grande puede ser un punto de inicio (ejem) de cualquier cosa.

En cualquier caso, cualquiera de estas posibilidades sorprende a la mente (o al menos a mi).

Answer 2

El universo observable es una cosa física, así que, por supuesto, tiene una forma, pero curiosamente es una que no podemos visualizar mentalmente. Si bien el universo actual (una instantánea intemporal del espacio) es una cosa en 3D, su geometría no se puede visualizar correctamente en 3D, se necesitaría 4D para visualizarla.

Lo que podemos hacer entonces es reducir el 3D a 2D para poder visualizar aproximadamente su topología y geometría. Cuando lo hacemos, el espacio sería como la superficie de una esfera. Importante: no es como un volumen esférico, solo como la superficie de la esfera. No hay “dentro” de la esfera ni “fuera” de la esfera, la superficie es todo lo que hay.

Dicho esto, no podemos ver una instantánea de espacio tan intemporal. Inevitablemente, nuestra percepción del espacio 3D circundante también incluye el tiempo. Lo que vemos un poco lejos de nosotros está realmente en nuestro pasado, y lo que vemos muy lejos de nosotros es un pasado muy remoto. Las imágenes que obtenemos de nuestro espacio circundante son una combinación de coordenadas de espacio y tiempo, que se extienden desde nuestra ubicación ahora a lo que solía ser el entorno de nuestra ubicación cada vez más en el pasado, lo más lejos que vemos, hasta el punto en que nuestro el espacio circundante era muy joven y solo se volvió transparente permitiendo que brillara la primera luz, que ahora percibimos como la Radiación de Fondo de Microondas Cósmica (CMBR).

Cuando miramos hacia otro lado, parece que estamos en el centro de una esfera 3D, de modo que cuanto más miramos, más grande parece ser la esfera de la superficie. Pero es solo un truco visual. La esfera más alejada que podemos ver, el CMBR, era en realidad muy pequeña, con un diámetro de alrededor de 40 veces el tamaño de la Vía Láctea (esto puede sonar grande pero es pequeño en las escalas cosmológicas actuales).

Entonces, cuando miramos hacia otro lado, la “forma” del universo 4D que vemos es más como un melón, a medida que vemos más y más lejos vemos un mayor volumen de espacio, pero en cierto punto (aproximadamente a 7 mil millones de años luz de nosotros) Ese volumen de espacio que vemos comienza a ser la imagen de una esfera cada vez más pequeña, hasta alcanzar un pequeño espacio en la superficie de CMBR.

Ahora, todo esto fue sobre el universo observable (el melón naranja en la imagen). No podemos decir mucho sobre lo que debe quedar más allá (el área gris). Suponemos que debe ser prácticamente igual, tal vez sin fin, pero no hay forma de que podamos saberlo con seguridad.

Answer 3

El Universo: ¿Hay alguna forma de universo? Si es así, ¿cómo se ve la forma?

El universo observable es homogéneo (el mismo en todos los lugares) e isotrópico (el mismo en todas las direcciones) y tiene una edad finita.

Debido a su edad finita, debe tener un horizonte más allá del cual no podemos observar.
Debido a la isotropía, la distancia a ese horizonte debe ser independiente de la dirección en que miramos.

La única forma que tiene estas propiedades es una esfera.