宇宙はどのようにして無限になりますか？

有名な天体物理学者から、宇宙が無限であるかどうかはまだわからないと聞いています。ビッグバン理論に関しては、どのようにそれが受け入れられますか（それらはすべてそうです）。彼らはそれが無限である可能性があると言うとき、彼らは他の宇宙の存在に言及していますか？

私が意味するのは、たとえそれが拡大することができたとしても、すべてがビッグバンで始まった場合、その空間は有限の時間、つまり宇宙の時代に無限に変わることができるということです。

ビッグバンの標準的なΛCDMモデルでは、宇宙は無限であり、常にそうでした。ビッグバン特異点はどこでも起こりました。時間的に十分に遡ると、密度はあらゆる場所で無限に発散するという意味で。

しかし、これは単なる特定のモデルです。宇宙は空間的に平坦であり、グローバルに均質で等方性であると仮定しています。厳密に平坦ではない拡張モデルがあり、均質で等方性であっても有限である可能性があります（曲率がわずかに正の場合でも）。そしてもちろん、私たちは、実際に見られるよりもはるかに大きいスケールで、それが均質で等方性であるかどうかを実際には知りません。いくつかのインフレモデルはそうではないことを暗示しています。

明確にするために：ΛCDMモデルが空間的に平らな前提使用FLRW液空間はユークリッドである一般相対性理論のユークリッド-space -spaceが唯一ではないフラット均質で等方性の -manifold、それを作るためにそこにない方法をこれらのモデリングの仮定の少なくとも1つに違反することなく有限です（たとえば、フラットトーラスはメトリックに対して同じ形式を持つことができますが、グローバルに等方性ではありません）。$3$$3$$3$

ビッグバンの特異点と無限の宇宙という2つの概念の混乱の原因は、宇宙が元々有限の広がりとして始まったという誤解にあると思います。この誤解は、初期の宇宙には当てはまらなかった現代のロジックと数値を使用した類推から簡単に生じます。たとえば、ビッグバンの直後に、観測可能な宇宙全体がグレープフルーツの大きさであると言われたことがありますが、その説明はグレープフルーツがそれよりもはるかに大きかったということを無視しています。

問題は、空間は何かの大きさを測定できる場所ですが、空間は拡大するため、どちらのオブジェクトも通常の意味で移動していなくても、現在はある距離離れたものがずっと前にずっと近くにあったことです。効果を説明するための例えとして：

あなたと私は、途方もないほど大きなしぼんだ気球の上に立っています。メータースティックを下ろし、両端のバルーンにマークを付けると、私たちはそれぞれ1つのマークの上に立ち、1メートル離れています。次に、ポンプをオンにして、バルーンの膨張を開始します。気球が膨らむと、表面が伸びて、あなたと私はお互いから遠くに移動しているように見えますが、私たちは「動いている」わけではありません（たとえば、お互いから離れています）。バルーンの表面のマークによると、私たちはまだ1メートル離れていますが、あなたの手にあるスティック（拡大していない）によると、距離はそれよりも大きくなります。

バルーンを「非常に大きい」と呼びましたが、無限に大きくても同じように動作する可能性があることに注意してください。これは、他の回答のコメントで、スペースが無限と拡張の両方になり得る方法がわからないということを見てきたためです。それは間違っています。実際、無限大は無制限の品質であるため、無限に大きいものは常に大きくなる可能性があります。定義によりそのサイズに上限がないためです。

また、以前の類推を逆に記録すると、スペースが縮小して、数メートルの距離が時間とともに1メートルに減少したように見えることに注意してください。このような方法で宇宙を縮小し続けると、最終的にはゼロになるケースになります私たちの間の距離。そして、それを風船に無限に分布しているシナリオに当てはめると、風船が収縮するにつれて、二人の間の距離がゼロになるまで、全員が近づきます...少なくとも理論的には、人間には大きさがあります。ただし、エネルギーと空間にはサイズがないため、ビッグバンの時点では、空間はまだ無限でした（無限/無制限の空間は縮小して有限/有界になることができないため）が、空間内の2点間の距離はゼロでした。

ビッグバンに時間をさかのぼることができれば、すべてのエネルギーが「肩から肩」（無限に密集）であるにもかかわらず、エネルギーの無限の海を見ることができますが、急速に膨張（したがって冷却）しますその基本的な粒子が形成され、その後、物質と分子が形成されます。もちろん、サイズはスペースのメトリックに依存するため、スペースが拡大しているように見えるとは限りませんが、エネルギーと物質が冷めているように見えます。実際、私たちはこれを遠方の光源からの光の赤方偏移における空間的拡大の効果と考えています。光は、宇宙を旅する際に引き伸ばされるため、途中でエネルギーを「冷却」または失います。

望遠鏡で見ることができる宇宙は、全宇宙よりも少ないことが知られています。視覚的な限界を超えたものを見ることができないため、宇宙が無限か有限かを判断することはできません。

「どのように」宇宙は無限になりますか？だから、無限にするためにはある種の「手順」がなければならないと推測しています。

スペースは何も持たずに単独で存在できます。真空、銀河間空間、大規模構造マップに見られる巨大な空孔はその例です。

これは、宇宙がどれだけ膨張しても、宇宙は原子のようにばらばらになれないことを意味します。弾性率がないと言えます。これを基本的な前提として使用して、無限の宇宙が存在する方法を説明できます。

あるいは、宇宙トポロジーの理論は、宇宙の物質密度が1に非常に近いという予測とよく一致しており、宇宙が永遠に膨張することを示しています。（http://www.scholarpedia.org/article/Cosmic_Topology#fabre:2013を参照）

時間は空間であり、時間は多かれ少なかれ同じであるため、有限の時間で無限になることはできません。これらは時空と呼ばれる1つのエンティティです。

ハッブルが「このポイントを超えないでください、これは宇宙の端です」とマークされた標識を見たら、それはクールでしょう。おそらく壁や手すりですら。

宇宙はどのようにして無限になりますか？無限のサイズ、無限の年齢、無限に小さな量子構造？無限の主な問題は、人間の理解に反することです。

球体と円形の方程式は宇宙に広がっています。星、CMB、惑星と月の軌道、原子、光子、Pi、それらはすべて正弦余弦方程式を使用できます。回転は無限です。パイとサインコサインは無限です。

コスモスが無限の数学関数で構成されている場合、なぜ無限ではないのでしょうか？

スペースにはいくつの角度がありますか？無限大。銀河はどのくらい回るのですか？永遠。角運動量の円はad-eternumに進みます。回転は無限です。

無限に大きいまたは無限に小さいスペースに空間的な制限があるのはなぜですか？それは人間の理解に反するから？それだけでは十分な理由ではありません。

既知の宇宙のすべては、無限、数が無限、角度が無限、一般に正弦余弦、線形、円形、球形の物体が無限回転する数学的原理に依存しています。

マンデルブロ集合は無限です。それは宇宙のオブジェクトよりもはるかに単純な方程式であり、無限です。だから、私はあなたにマンデルブロを研究し、自問することをお勧めします：どうすれば無限にできますか？次に、その研究を宇宙のオブジェクトに適用する利点があります。

宇宙の無限の大小のオブジェクトをつなぐ奇妙なものがあります：ブラックホール特異点はほぼ完全に正弦余弦数学の記述で構成されていますが、サイズが金貨またはCDの大きさの空間で数百万の原子の太陽を差し控えていますまたはすべてがサインコサインディスクの内側にあるナノメートルで、これは数十億の星の重さの円形現象です。太陽がバスケットボールやおそらく原子に収まる場合、どうすれば大小を判断できますか？非常に大きなものが非常に小さく生まれ変わり、再び非常に大きくなると、それは一種の生命の輪のようなものであり、それはあなたが宇宙の中心であることを意味し、それは良い感じです。原子と星はあなたと比べて重要ではありません。