Perché ha senso dire che l'universo non ha un centro?


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Se supponiamo che noi e tutto l'universo sia perfettamente piatto. Cioè, abbiamo larghezza e profondità, ma nessuna altezza. E siamo situati sulla superficie di un pallone che esplode in aria e si espande "verso l'esterno". Noi persone piatte possiamo spostarci sulla superficie del nostro pallone ma non attraverso di esso, più o meno allo stesso modo in cui navighiamo intorno alla terra, ad esempio in un piano. Indipendentemente da dove si trova qualcosa sulla superficie del palloncino, un punto non è più centrale di qualsiasi altro punto. In altre parole, la superficie di un pallone (l '"universo") non ha un centro. È per questo che diciamo che non ha senso affermare che l'universo ha un centro o un vantaggio per quella materia o questa analogia è stupida?


Semplicemente non ci sono prove di dimensioni superiori o curvatura intrinseca. Le prove fornite da WMAP e altrove suggeriscono che l'universo è piatto. Non abbiamo alcuna prova a sostegno dell'analogia della "formica su un pallone". Mentre l'idea di un universo chiuso non è stupida, ciò che è è che le persone te lo raccontano come se fosse un fatto scientifico e lo "spiegano" in termini di qualcosa che non è spiegato. Come se il palloncino renda tutto a posto. Come se fossimo davvero creature 2D su una superficie 3D. Solo l'ultima volta che ho guardato, non lo siamo.
John Duffield il

L'analogia del palloncino appare tridimensionale, ma in realtà è bidimensionale con tutte le cose che hanno larghezza e profondità, ma assolutamente senza altezza. Ora tutti i punti sulla superficie di questo pallone sono equidistanti da un "centro" che non esiste se non in modo matematico, quindi un punto non è più centrale di un altro. Supponiamo che mi trovo al polo sud, nella nostra analogia, non importa in che modo indichi, e non importa quanto sia grande il mondo, indicherò sempre il nord. Non è per questo che riceviamo radiazioni di fondo a bassa frequenza dal big bang in tutte le direzioni?
Michael Lee,

Il fatto è Mike, è che la Terra non è piatta. È tridimensionale. E per quanto possiamo dire, così è tutto il resto, incluso questo universo. L'analogia del palloncino di dimensione inferiore è piacevole da considerare, ma in realtà non ha fondamenta. Riceviamo il CMBR da tutte le direzioni perché veniva emesso da tutte le posizioni in tutte le direzioni e circa 380.000 anni dopo il Big Bang l'universo divenne trasparente a tale radiazione.
John Duffield il

Abbastanza giusto John, grazie per avermi fatto scoppiare il pallone. lol
Michael Lee,

Risposte:


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La risposta a questa domanda sta nella cosmologia.

È a causa della relatività nelle posizioni. Ogni galassia sembra allontanarsi da noi e l'universo che vediamo è solo l'universo osservabile. Ulteriori punti sono più in un lontano passato, quando osservi il campo profondo osservi il passato. Questo può sembrare irrilevante per la tua domanda, ma l'idea di un "centro" in un universo in cui qualsiasi posizione nell'universo, sia esso dalla nostra galassia o da una galassia nella Grande Muraglia di Sloan, è che il vero centro non è coerente con l'osservazione. Questo perché le galassie / ammassi di galassie si stanno allontanando l'una dall'altra, l'una rispetto all'altra.

Ogni galassia viene lentamente separata dalle altre galassie, tranne quelle in ammassi gravitazionalmente limitati. (L'intera architettura dell'universo, con enormi vuoti di nulla assoluto e ammassi raggruppati di galassie riflette un po 'questo) Se l'universo avesse un punto centrale, questo sarebbe facilmente osservabile perché ci sarebbero variazioni nello spostamento di colore delle galassie che potrebbe essere analizzato per dedurre un punto centrale da cui le galassie si stanno allontanando.

Questo non è ciò che si osserva. Invece, praticamente la maggior parte delle galassie (salvo eccezioni come Andromeda o il Triangolo, che dimostrano la regola poiché quelle galassie sono collegate in modo gravitazionale alla nostra galassia attraverso il gruppo locale) si allontanano da noi. Il grande attrattore non è un percorso verso il centro dell'universo, ma il centro del super cluster Laniakea recentemente scoperto. Quindi, se c'è attrazione tra le galassie, è a causa delle interazioni gravitazionali. L'universo è anche senza alcun vantaggio reale a meno che non si contino i margini dell'universo osservabile. L'universo osservabile è più un record storico di quello che sembra l'universo contemporaneo intorno a noi ed è un sottoprodotto della velocità della luce così limitata. La velocità della luce nel vuoto è anche la velocità delle informazioni.

Per parlare di un centro dell'universo richiederebbe quanto segue:

  1. Una regione di spazio in cui la galassia si sta allontanando o verso. (Il che non esiste, invece le traiettorie relative e il clustering gravitazionale sono tutti al massimo regionali).

  2. Bordi sufficientemente definiti da individuare un centro (se tali bordi esistono, sono impossibili da osservare a causa della velocità limitata che le informazioni viaggiano nell'universo)

  3. Posizionamento assoluto per individuare dove sarebbe questo centro. (Tutte le posizioni sono relative, la galassia, il sole e il nostro pianeta si stanno muovendo a velocità estremamente elevate che non notiamo grazie alla relatività.)


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Il centro di qualcosa (qualsiasi cosa) deve essere definito in qualche modo dalle proprietà di qualcosa e da un sistema di coordinate.

Quindi, in linea di principio, puoi definire un centro per l'universo, ma ha un significato solo nel contesto della definizione scelta.

Si potrebbe facilmente definire una misura diversa che produce un centro diverso.

E puoi definire un centro anche sulla superficie del tuo palloncino, semplicemente mediante una selezione arbitraria.

Un vantaggio per l'universo richiede un contesto. Come lo definiamo? Come lo rileviamo? L'unica misura significativa di questo (in senso umano) che conosco è "fino a che punto posso vedere?". Questo continua a cambiare.

Quindi al momento direi "il centro è arbitrario" e "il limite è sconosciuto".


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Perché ha senso dire che l'universo non ha un centro?

Non possiamo essere sicuri che lo faccia.

Se supponiamo che noi e tutto l'universo sia perfettamente piatto. Cioè, abbiamo larghezza e profondità, ma nessuna altezza. E siamo situati sulla superficie di un pallone che esplode in aria e si espande "verso l'esterno". Noi persone piatte possiamo spostarci sulla superficie del nostro pallone ma non attraverso di esso, più o meno allo stesso modo in cui navighiamo intorno alla terra, ad esempio in un piano. Indipendentemente da dove si trova qualcosa sulla superficie del palloncino, un punto non è più centrale di qualsiasi altro punto. In altre parole, la superficie di un pallone (l '"universo") non ha un centro.

Questa analogia viene spesso utilizzata per giustificare che l'affermazione secondo cui l'universo non ha un centro. Ma non ci sono prove di dimensioni superiori. Semplicemente non sappiamo che esiste una sorta di curvatura degli "asteroidi" tale che se continui ad andare in un modo ritorni nell'altro.

È per questo che diciamo che non ha senso affermare che l'universo ha un centro o un vantaggio per quella materia o questa analogia è stupida?

Non direi che è stupido. Ma direi che presenta l'ipotesi come una sorta di fatto. Per quanto ne sappiamo il nostro universo ha un centro e un vantaggio.


"Ma non ci sono prove di dimensioni superiori." - sembra un non sequitur, altrimenti non capisco cosa stai cercando di dire. La mancanza di dimensioni superiori non influisce sull'analogia (anzi, la maggior parte riconosce i suoi limiti in questo senso), né indica in un modo o nell'altro se un ipotetico universo spazialmente finito ma privo di centro sia giusto o sbagliato.
Stan Liou il

L'analogia del palloncino non viene utilizzata per giustificare l'affermazione di nessun centro, ma viene utilizzata per illustrare uno spazio / una varietà che è finito e tuttavia non ha un centro, cioè per dimostrarlo è possibile. Molti modelli popolari di spazio-tempo non sono limitati ma non hanno ancora un "centro". Inoltre non hai bisogno di dimensioni extra per avere anche un tempo di spazio chiuso senza centro, la chiusura e la curvatura sono proprietà intrinseche dello spazio / collettore e non si riferiscono a nulla al di fuori del collettore.
Conrad Turner,

@Stan Liou: non è un non-sequitur, è un fatto semplice. Per quanto sappiamo l'universo è piatto. Planck non ha trovato prove di alcuna topologia toroidale, vedi arxiv.org/abs/1303.5086 e non ci sono prove concrete che l'universo sia infinito. Quindi potrebbe essere finito, come la torta all'uvetta, con un centro. Per quanto ne sappiamo, un ragazzo a 46 miliardi di anni luce potrebbe guardare in alto chiedendosi perché metà del cielo sia nero. Conrad: senza prove di dimensioni superiori o curvatura intrinseca, l'analogia del palloncino non è solo scienza, è speculazione.
John Duffield il

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@Stan Liou: penso che siano molto connessi. Va così: nei tempi antichi le persone non potevano concepire un mondo che non avesse un vantaggio. Nei tempi moderni le persone non possono concepire un mondo che lo fa . Quindi inventano fiabe su formiche e palloncini che non resistono al controllo. Eppure queste storie sono vendute come se fossero fatti scientifici. IMHO la cosa scientifica da dire è che non lo sappiamo .
John Duffield,

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@JohnDuffield: Tuttavia, ciò non ha nulla a che fare con la scienza. Esistono molte possibili geometrie spaziali, sia finite che infinite - non sappiamo davvero quale; non ha nulla a che fare con questa cosa dell'aerostato, ma piuttosto matematica di GTR. Anche sotto ipotesi di omogeneità e isotropia, ci sono due geometrie finite e due infinite (nessuna delle quali è un toro). E senza questi presupposti, esplode il numero di possibilità. Un universo finito senza confini è solo una classe di possibilità tra le tante; non è un dato di fatto, ma nessun cosmologo competente afferma che è un dato di fatto .
Stan Liou,

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La mia opinione e 20 centesimi:

L'umanità ha confuso molte cose nella storia.

Ai tempi dei santi falò nelle piazze d'Europa, nessuno capiva che la Terra non è un centro dell'universo.

Stiamo ancora credendo che la velocità della luce sia la massima velocità di informazione, mentre si scopre un teletrasporto quantico con una velocità maggiore, una velocità infinita. L'infinito sembra molto meglio di 299 792 458 metri al secondo, non è vero?

Inoltre, non possiamo descrivere perché il fotone ottenga immediatamente la sua super-velocità senza alcun impulso come parte della sua esistenza.

Ecco perché, sto pensando che siamo confusi con questa grande teoria sul centro dell'universo, che è ovunque, lì e qui, ovunque ...

È troppo bella e troppo difficile da capire, ecco perché tutti semplicemente ci credono, senza cercare di immaginare nient'altro.

Si potrebbe leggere di Cosmic microonde background . C'è uno spostamento verso il rosso e la Via Lattea si sta spostando su un lato di questa sfera del big bang.

C'è una sfera. C'è un redshift. Siamo dentro.

Credi ancora che il centro dell'universo sia "ovunque"?

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