Come funziona il concetto di un universo senza centro?

Capisco fondamentalmente che l'universo è omogeneo (sembra lo stesso da ogni punto) e nella mia classe di astro mi è stato detto che si suppone che non abbia un centro, ma come funziona mi fa impazzire. Non riesco a superare la sensazione che da un certo punto dell'universo una civiltà potrebbe guardare in una certa direzione e vedere un segno indicativo della direzione verso il bordo o il centro, come le galassie più giovani o la mancanza di galassie che si muovono in una certa direzione .

EDIT: Grazie a Sir Cumference per aver evidenziato alcune cose che non sono chiare sulla mia domanda. Certo, in una certa misura potresti essere in grado di pensare all'universo come se non avesse un centro, ma se pensi a una palla che si ingrandisce dal nulla e scegli un punto casuale nella sfera crescente, puoi sempre dire che il il punto è più lontano da alcuni punti della sfera rispetto ad altri, o in altre parole, che c'è una direzione verso un "centro".

Tutti gli altri dettagli che puoi fornire che sono correlati sarebbero estremamente graditi.

Quando parliamo dell'universo, stiamo davvero parlando di una delle due cose:

• L'universo osservabile, che è tutto ciò che possiamo eventualmente vedere.
• L'universo, che è tutto ciò che è mai esistito, attualmente esiste e esisterà.

L'universo osservabile ha il suo centro, di solito la Terra. È una regione sferica di tutto ciò che possiamo vedere, essenzialmente qualsiasi cosa la cui luce ci abbia raggiunto. Di solito ci riferiamo a questo quando diciamo cose come "ci sono atomi nell'universo".$10^{86}$

In realtà, ognuno ha il proprio universo osservabile e può cambiare a seconda di dove ti trovi. Un esopianeta lontano ha il suo universo osservabile e può ricevere luce da luoghi diversi. In sostanza, sei il centro del tuo universo osservabile.

Presumo che tu stia parlando di quest'ultimo, però. L'universo (nota la "U" maiuscola) è tutto spazio, tempo e contenuti. Tutto ciò che è esistito, esisterà e attualmente esiste ne fa parte.

Si pensa che l'Universo sia infinitamente grande, quindi non può avere un centro. Il centro di qualcosa è il punto di equidistanza dai bordi, ma se qualcosa si estende all'infinito, continuerebbe semplicemente ad andare avanti. Non avrebbe un vantaggio, e quindi non avrebbe un centro. Non è possibile trovare il punto equidistante dai bordi se si estende all'infinito.

Potresti chiedere, "allora da dove è iniziato il Big Bang? Sicuramente deve essere stato il centro dell'Universo, giusto?" Bene, puoi dire che il Big Bang è successo ovunque. Prima del Big Bang, la materia riempiva gran parte del vuoto dell'Universo. Era essenzialmente denso, e quindi divenne estremamente caldo al punto che non si potevano formare adroni.

Si pensa che questa temperatura abbia causato l'espansione dello spazio stesso. In sostanza, è stato creato più spazio tra tutta la materia, fino a quando tutto è stato in grado di raffreddarsi. Questo è ciò che chiamiamo Big Bang. Non è successo a un certo punto, ma è successo ovunque.

EDIT : capisco la tua confusione. Vorrei solo chiarire alcune idee sbagliate comuni:

L'universo non è come una palla. Piuttosto, puoi pensarlo come una griglia piatta e la sua "espansione" significa solo che le distanze tra gli oggetti sulla griglia stanno diventando più grandi. In sostanza, viene creato più spazio tra gli oggetti. Questo è ciò che intendiamo per espansione - che gli oggetti si stanno allontanando gli uni dagli altri, poiché tra loro viene creato più spazio.

Ecco una semplice analogia: immagina di portare a spasso il tuo cane. Improvvisamente, il terreno inizia a espandersi tra di voi. Tu e il tuo cane vi separerete e continuerete ad allontanarvi gli uni dagli altri.

Ciò accade essenzialmente ovunque: lo spazio si sta espandendo tra tutto, quindi ci stiamo allontanando da altre galassie. L'universo è infinito e possiamo costantemente allontanarci da altri oggetti perché lo spazio viene creato tra di noi. Ecco una GIF che ho fatto che potrebbe aiutarti a ottenerlo:

Puoi vedere come le galassie si allontanano all'aumentare dello spazio tra loro. E questo accade ovunque nell'Universo. Quindi teniamolo a mente e chiariamo il Big Bang.

Il Big Bang non si è verificato in un unico punto, né l'Universo ha avuto inizio in un unico punto. L'universo è ed è sempre stato infinito. Il Big Bang fu proprio quando iniziò davvero l'espansione dell'Universo, cioè quando gli oggetti iniziarono a spostarsi l'uno dall'altro. L'universo era ancora infinito, ma c'era meno spazio tra la materia.

Questa densità ha fatto sì che l'Universo diventasse estremamente caldo e si espandesse. Quindi qui, lo spazio stesso è stato distorto e ha iniziato ad espandersi. Sempre più spazio è stato creato tra la materia, e lo è ancora adesso (anche se ora è principalmente dovuto all'energia oscura anziché al calore).

Sospetto che ciò che la classe ti ha detto sia che l'universo potrebbe essere infinito. Al momento non abbiamo modo di sapere se fosse vero o no. Il problema è che non c'è modo di sapere quando l'inflazione si è fermata al di fuori della nostra sfera di Hubble. Credo che ci siano alcune prove nel CMBR che ha una dimensione minima che è diverse volte il raggio di Hubble, poiché ci sarebbero risonanze che non sono evidenti nello spettro. Tuttavia non esiste un limite superiore. Si noti, tuttavia, che questa teoria include la possibilità che l'universo non sia sempre stato infinito, ma che all'inizio fosse di dimensioni finite.