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¿Que significa que "el universo se expande"?

Antes pregunté que si el universo tenia centro, a lo que me contestasteis que no, ya que todo el universo estaba contenido en un solo punto en el momento del Big-Bang, y justo después comenzó a expandirse, por lo que no hay un centro sino que todo el universo seria su propio centro.

Aun así, me es muy difícil imaginarme como pudo estar todo el universo "contenido" en un solo punto. ¿Que había fuera de ese punto?

Y es mas, ¿como se expande el universo exactamente? No puedo imaginármelo como un globo que se hincha porque fuera del globo hay cosas, y dentro también, y ademas esa manera de verlo me sigue empujando a buscar su centro, pues si algo se expande, tiene su origen en algún punto.

¿Alguien puede hacérmelo ver con algun ejemplo o símil, o es una pregunta demasiado filosófica?

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preguntado el 02/08/10 a las 02:12

pujolis
260●1●6

editado el 02/08/10 a las 14:16

MiGUi
1816●1●14

8 Respuestas:

respuestas antiguas nuevas respuestas respuestas populares

1º Sobre el big bang como un punto conteniendolo todo:

El universo no estaba todo contenido en un punto. Esa es una visión clásica formulada alrededor de los años 20 despues de conocerse que el universo se estaba expandiendo. Como hoy se expande es lógico pensar que ayer estaba más concentrado y así extrapolando, todo estaría contenido en un punto al principio del universo.

Sin embargo, esta es una imagen clásica, pero da lugar a graves inconsistencias.

a) Si todo estuviera contenido en un punto, ¿por qué dicho punto tendría que explotar?. ¿Qué hizo que sin influencia externa alguna dicho punto estallase?.

b) Cómo entender el paso de una geometría singular, es decir, con un punto conteniendolo todo a una descripción suave (en términos de variedades). Matemáticamente esto supone un problema porque aparece una transición discontinua de un régimen a otro.

El problema es que esta imagen, tan extendida por la divulgación, no es correcta. Para hablar del origen del universo uno ha de recurrir a efectos cuánticos y a una teoría que aún no tenemos delimitada completamente (la gravedad cuántica).

Sin embargo, lo que sabemos a día de hoy es que el big bang, en vez de un punto, es una fluctuacción no local de un vacío cuántico que no se puede localizar por falta de referencias en dicho régimen. El universo se expande, pero lo hace de forma que una vez que comenzó localmente se observa una expansión. Eso no quiere decir que todo estuviera contenido en un punto y todo se expande a partir de él. Lo que significa es que una vez que el vacío tuvo una fluctuación de forma que creo materia y energía (en formas que ahora no vemos puesto que la fluctuación tuvo que ser bastante severa y energética y de forma que la gravedad compensara justamente la energía extraida del vacío para mantener una energía (local) nula) y que desde cada punto vemos expansión.

2º Sobre el exterior del universo.

La formulación actual de nuestras teorías es tal que no necesitamos recurrir a un espacio contenedor para definir nuestro universo. Todos los objetos geométricos y toda la materia y energía se pueden describir usando objetos intrínsecos a nuestro universo. Eso se ve de manera natural en la geometría diferencial.

El problema es que estamos acostumbrados a pensar en los siguientes términos:

Tenemos una esfera (superficie bidimensional) que la describimos usando tres coordenadas (x,y,z) suponiendo que la esfera está embebida en un espacio euclideo de 3 dimensiones R^3.

Si embargo, la esfera también se podría describir perfectamente empleando únicamente dos coordenadas (de hecho dos ángulos ya que el radio de la esfera es una cantidad fija, y además necesitaríamos dos cartas para definirla por particularidades topológicas del ejemplo de la esfera, lo cual no es necesario entrar en detalles en esta discusión).

Y podemos hablar de la esfera sin recurrir a un espacio contenedor, pudiendo medir distancias sobre la esfera, ángulos, áreas, etc.

Así que la existencia de un exterior al universo no es necesaria ni hay prueba alguna por el momento que indique que sea un elemento a tener en cuenta.

En formulaciones actuales de algunas teorías si que existen espacios de dimension mayor que cuatro que contienen universos (separados causalmente) embebidos en dichos espacios. Aún faltan text experimentales para asegurar o descartar tales modelos.

3º Sobre la expansión:

La expansión hace referencia a que la distancia entre dos puntos aumenta con el paso del tiempo, y además aumenta de forma que cualquier punto se separa de cualquier otro.

Pongamos un ejemplo:

Tenemos una recta. Y definimos la distancia en la recta como es usual:

El punto A tiene coordenada x(A) y el punto B tiene coordenada x(B).
La distancia entre A y B viene dada por: d=|x(A)-x(B)|

Si ahora las distancias aumentan, expansión del espacio entre dos puntos cualesquiera, podemos decir que nuestra distancia tiene la siguiente forma:

d(t)=a(t)|x(A)-x(B)|

Siendo a(t) lo que se conoce como factor de escala y si representa una expansión será una función creciente y positiva de t.

Esto es justamente lo que pasa en relatividad general cuando estudiamos el universo o la cosmología. La parte espacial de la métrica espaciotemporal va multiplicada por un factor de escala que da cuenta de la expansión del universo.

respondido el 04/08/10 a las 10:49

Askedton
3162●2●9

Creo que es la respuesta que buscaba :D Pero me has creado otra duda jeje

¿Que significa "El Big Bang es una fluctuacción no local de un vacío cuántico que no se puede localizar por falta de referencias en dicho régimen"?

( el 04/08/10 a las 16:17) pujolis

Significa que en un estado vacío no hay forma de situar ningún sistema de referencia bajo el cual hablar de tiempos o distancias. Por tanto preguntarse ¿dónde se originó el big bang o cuando? simplemente no se puede responder

( el 04/08/10 a las 16:58) Askedton

Askedton, la última frase de ese mismo párrafo ("Lo que significa es que...") no es gramatical, y no consigo imaginar qué querías decir: ¿Podrías reescrirla, o explicarla de otra manera, por favor? :)

( el 05/08/10 a las 04:24) Jorge

Precisamente pienso que la expansión del Universo hay que entenderla como un globo que se hincha (su superficie). Imaginemos un globo en cuya superficie se encuentran dibujadas pequeñas manchitas repartidas de manera más o menos homogénea. Entonces al hinchar el globo, la superficie de éste se hace más grande, y las motitas se separan todas entre sí. No podemos encontrar un "centro" de la superficie del globo.

Respecto a lo que hay fuera del globo, es cierto que hay "algo", pero desde luego ese algo no es globo; en el caso del Universo podría ser que hubiera "algo" fuera, pero eso no es Universo, y queda fuera del dominio de la ciencia (entraríamos, como dices, en temas demasiado filosóficos y metafísicos).

Por último, respecto a estar contenido en un solo punto, sólo decir que es una modelización en la que se supone que el Universo estaba suficientemente contraído como para que podamos hablar de ello como un "punto". (No sé hasta qué punto hay resultados en este tema, pero al menos adoptar esta postura es reservada y, al menos, correcta, aunque no sea completa).

Perdona por no haber respetado el orden de las preguntas, pero fui contestando según me vinieron a la cabeza.

respondido el 02/08/10 a las 11:30

hache nu
299●2●12

gracias! tu respuesta me ha servido mucho! ahora entiendo lo del globo!

( el 02/08/10 a las 13:55) pujolis

Si esta respuesta contesta a tu pregunta puedes marcarla con el "tick" que aparece a la izquierda como correcta, para que el tema quede solucionado, gracias.

( el 02/08/10 a las 13:58) hache nu

Primero me gustaría explicar de donde viene la expresión de que el centro del universo es el propio universo.
Donde estaba contenido el punto del cual se desprendió el Big Bang nunca lo sabremos ni lo podremos saber ni sería relevante; ya que no es nuestro universo (ni en espacio ni en tiempo), por tanto, ver el universo desde un punto de vista clásico (omnipresente; desde fuera) es imposible ya que no hay fuera en nuestro universo (desde nuestro universo), por lo tanto tendríamos que ver el universo desde dentro.
Aqui es donde lo mezclamos con la expansión del universo vista por Edwin Hubble (para más información, cotillea sobre la Ley de Hubble).
Si imaginamos el universo como una esfera (cosa que no sabemos) podría existir desde el punto de vista clásico una estrella inmóvil. Si tu te "subes" a esa estrella lo verías todo alejándose... Pero si tu, desde tu posición (La vía Láctea) miras a esa estrella, parece que TU estás inmóvil y la estrella es la que se aleja. De ahí nació la Relatividad espacial. Por tanto, todo se expande hacia todos lados sin ningún centro, ya que el centro es puramente relativista; es decir, depende exclusivamente desde donde lo estés observando.
Espero haberte ayudado.
Un saludo!

respondido el 02/08/10 a las 13:45

JaviMKA
113●1

Si me permitis otro punto de vista:

El centro de tu universo eres tu y el centro de mi universo soy yo, vivimos enel mismo universo pero en realidad son sutilmente diferentes.

La razon es que la velocidad de la luz no puede superarse por lo que todo ente vive en un universo con centro en si mismo y radio igual a la velocidad de la luz multiplicado por su tiempo de existencia a partir del cual ninguna señal o cuerpo que hubiera estado mas alla en su momento de concepción puede afectarle.

Este universo que puede afectarte esta expandiendo su radio constantemente a la velocidad de la luz.

Un ejemplo: Supongamos que ha habido en realidad 2 big bangs simultaneos uno el nuestro y otro a una barbaridad de distancia, pongamos D=100.000xTx"antiguedad de nuestro universo"xc(velocidad de la luz).

Podría ser, pero como aun no ha habido tiempo suficiente para que puedan influirse ambos big bangs, enr ealidad te da igual que así sea y de hecho te es indistiinguible de no serlo.

Otro ejemplo:Supongamos que vas a vivir 100 años, bueno pues desde que naciste solo te pueden afectar los acontecimientos que tuvieran influencia en un radio igual a D=100x365x24x60x60xc en el momento de tu nacimiento.

Dicho de otra forma: ganimedes podría explotar ahora que a ninguno de los que leemos esto nos importaría lo mas mínimo por que no forma parte de nuestro universo (por contra si que forma parte de nuestro universo lo que le haya pasado a Ganimedes hace cientos de miles de años por que la señal qeu produjo ene sos momentos SI que estaba dentro del radio de influencia de eventos que puedena fectarte a lo largo de tu vida).

Es unpoco filosofico lo se, pero simplemente es otro punto de vista.

respondido el 02/08/10 a las 14:08

rantamplan
785●1●7

editado el 02/08/10 a las 14:11

Tienes razón en todo lo que dices, no obstante me parece un punto de vista demasiado subjetivo para lo que se preguntaba. Pero reitero, tienes razón y estoy de acuerdo con todo.

( el 02/08/10 a las 14:16) hache nu

Me parece un punto de vista muy correcto, aunque no responde a mi pregunta. Que no nos afecte/importe lo que ocurre mas alla de nuestro "universo" no quiere decir que no este ahí o que no ocurra. ¿suena un árbol al caer en el Amazonas, si nadie lo oye? Tienes mi voto :)

( el 02/08/10 a las 14:18) pujolis

Es cierto que el hecho de que no te afecte no implica que no exista.

Pero lo que quiero decir es que no hay forma de que puedas averiguar que hay mas alla ni si existe o no algo mas alla, de la misma forma que no hay manera de confirmar ninguna teoria por que no pueden realizarse ni observaciones ni experimentos al respecto.

( el 02/08/10 a las 14:44) rantamplan

Como veo que te gusta la filosofía te dejo otro regalo ;).

¿Conoces la paradoja del gato de shrodinger? por si acaso:Metemos un gato en una caja cerrada sin que se produzca intercambio de materia o energia con el interior, es decir no podemos hacer observaciones.

Despues de un tiempo queremos saber...¿esta el gato vivo o muerto? Es imposible de saber y hasta que abramos la caja y lo comprobemos en nuestro universo ocurrirán las dos cosas simultaneamente y además son indistinguibles la una de la otra.

Ahora traslademos eso a nuestro universo, ¿hay algo mas alla de nuestro universo? si y no a la vez y de forma simultanea e indistinguible...pero lo gracioso del asunto es que en este caso...

Nosotros somos el gato que se está preguntando si fuera de la caja sigue existiendo un universo :P.

( el 02/08/10 a las 14:45) rantamplan

Jajaj lo conocía, y visto así tienes toda la razón. Esta vez nosotros somos el lindo gatito :) lo que no quita que me siga interesando saber que hay fuera de la caja ;)

( el 03/08/10 a las 03:14) pujolis

Buena pregunta.

No sé si es el caso de ustedes, pero a mí la metáfora del globo, tan repetida, me parece insatisfactoria.

Primero, porque presenta el asunto como si se tratara de aclarar la manera de mirar la expansión, como si la expansión misma fuera suficientemente evidente para todos. Yo creo que no es así.

Segundo, porque la metáfora es incorrecta: la expansión del globo ocurre en un espacio preexistente que no se expande sino que va siendo ocupado por el globo.

Yo pienso que el quid del tema es entender que la expansión del universo se refiere a la expansión del espacio, no de la materia contenida en aquél (en el globo, si se fijan bien, las manchas se expanden junto con la goma del globo.)

Entonces la pregunta debe reescribirse así: ¿cómo es esto de que el espacio se expande?

Visualizamos al espacio como un contenedor de lo que existe. La Tierra y la Luna están "en" el espacio. Ocupan posiciones diferentes, lo cual se evidencia en la distancia que las separa.

Este es el punto importante, a mi modo de ver: el espacio se manifiesta como distancia entre objetos.

La expansión debe entonces manifestarse como un cambio en las distancias. Y eso es justamente lo que observamos.

Debemos pensar al espacio de esa manera. Lo formularé así:

"Espacio es el conjunto de las manifestaciones de distancia."

Si esto es correcto, entonces la respuesta a la pregunta "¿qué es la expansión del universo?" sería la siguiente:

"Expansión del universo es el cambio en las manifestaciones de distancia."

Lo que nos lleva a la pregunta ¿qué es, entonces, la distancia?

Propongo esta respuesta:

"Distancia es la cantidad de trabajo requerido para ir de un punto a otro."

Aquí "trabajo" es lo usual: energía por unidad de tiempo.

Visto de esta manera el asunto, el universo no se "expande" en un superespacio misterioso, no hay nada paradójico en decir que el todo se agranda, porque no se trata de una expansión de una dimensión preexistente, sino de un cambio en la "dificultad", en el "esfuerzo" requerido para pasar de un punto a otro.

(Aprovecho de registrar también que creo que la idea de que el universo no tiene centro geométrico es también incorrecta, a mi modo de ver.)

respondido el 03/08/10 a las 06:54

hypermente
10

Segundo, porque la metáfora es incorrecta: la expansión del globo ocurre en un espacio preexistente que no se expande sino que va siendo ocupado por el globo.

La metáfora tiene sus limitaciones, eso está claro, por eso es una metáfora y no una realidad. Hay que saber interpretarla. ¿Cómo explicar algo tan complejo como la expansión del Universo? Pues modelizamos el Universo como si de un globo se tratara, algo cotidiano para nosotros y más fácil de ver.

( el 03/08/10 a las 10:28) hache nu

Yo pienso que el quid del tema es entender que la expansión del universo se refiere a la expansión del espacio, no de la materia contenida en aquél (en el globo, si se fijan bien, las manchas se expanden junto con la goma del globo.)

En el globo las manchas "gordas" están creadas por pequeños puntitos sobre la goma del globo que, al hincharse, se separan, dando así la sensación de que "engordan" las manchas grandes, pero si te das cuenta también pierden colorido, lo que es debido, como ya digo, a que los pequeños puntitos que forman cada mancha grande se separan.

( el 03/08/10 a las 10:28) hache nu

Hypermente, entonces según tu el universo si que tiene centro geométrico? ¿Como se explica algo asi?

( el 03/08/10 a las 12:25) pujolis

Creo que pasaste por alto mi respuesta a la pregunta respecto a la expansiòn del universo.
La metáfora del globo es derechamente una mala metáfora, resultado del deseo de mostrar la expansión como un fenómeno geométrico.
Mi visión es que la expansión consiste en un cambio en la manera en que la separación entre objetos ocurre.
Y creo que esto es mejor que la explicación standard porque evita el problema de decir que el espacio se expande en el espacio.

Respecto al asunto del centro del universo, creo que no hay nada en la relatividad que elimine el centro geométrico del universo. Considera esto:

En la relatividad existe una cantidad llamada el intervalo espacio-temporal. Es una combinación de espacio y tiempo y tiene la propiedad de que es absoluto: todos los observadores coinciden en medirlo. Por lo tanto, si nuestra capacidad de percepción fuera divina, podríamos conceptualizar la figura total de todos esos intervalos y calcular la posición en que se minimiza la dispersión de las magnitudes los intervalos. Ese sería el centro espacio-temporal.

( el 04/08/10 a las 04:07) hypermente

hypermente, pujolis, ya hay una pregunta contestada sobre el centro del universo, así que no sé si éste es lugar para hablar de eso (no queremos que se nos enfade MiGUi ;) ). El problema con el centro del Universo es que, por lo que vemos con los telescopios, en la radiación de fondo de microondas, y por la Ley de Hubble, o no hay centro del Universo, o somos nosotros (el Sistema Solar). Es comprensible que la solución de los científicos sea asumir que el Universo no tiene centro.

( el 04/08/10 a las 17:21) Jorge

si lose, la hice yo... Ya mas o menos me ha quedado claro (todo lo claro que puede estar este asunto! XD)

( el 04/08/10 a las 21:43) pujolis

mostrando 5 un total de6 ver todo

0	tal vez no es expansion sino ensanchamiento. acaso en los datos de galaxias alejandose, no pueden encontrar la direccion en que se aleja? tomando como ref a una de ellas. respondido el 22/12/11 a las 20:20 carolus 10

una duda... el UNIVERSO de refiere solo a la materia y energia contenida en el ESPACIO, y no a éste como parte tambien del universo... o si? a mi parecer es no, veo al espacio como elcontinente y el universo el contenido, tal vez esta fluctuación que muchos dicen big bang, es el otro lado de un agujero negro, tomandolo a este como una gran licuadora y compactadora de materia que al leggar a una limite de densidad expulsa materia a una dimension nueva, cosas que uno piensa y no puedo terminar de formular, perdon los errores de escritura soy medio dislexico

respondido el 22/12/11 a las 20:33

carolus
10

0	https://www.eae-publishing.com/catalog/details/store/es/book/978-3-8465-7555-0/geometr%C3%ADa-multidimensional-del-espacio?locale=gb Cordialmente, Ana Gabriela Brienza www.anagabrielabrienza.blogspot.com respondido el 18/01 a las 02:53 Ana Gabriela Brienza (suspendido)