¿Son posibles los universos infinitos?

Question

En otras páginas he imaginado a nuestro universo como una hipersuperfice S3 de una hiperesfera de 4 dimensiones. Esto es un universo cerrado "esférico" al estilo de la superficie de la Tierra, y por lo tanto finito. Pero la proximidad que nuestro universo parece tener en cuanto a densidad a la densidad crítica hace que según los modelos de universo de Friedmann, que son los usados actualmente por los cosmólogos, se deduzca que el universo es plano y euclídeo, y por lo tanto debería ser infinito pues no parece lógica la existencia de un universo plano y a la vez finito .

Pero ¿Qué consecuencias tendría un universo infinito?.

Tomemos para nuestro análisis un universo plano. Supongamos que nuestro universo es plano (euclídeo) e infinito.

Consecuencia 1: Vamos a tratar el problema de considerar la existencia de un tiempo cósmico o fundamental. Para empezar pensemos que se trata de un universo de 2 dimensiones, como un folio pero infinito, que se expande uniformemente hacia todas las direcciones. En este caso un observador fundamental o "ente" que observara nuestro universo desde una dimensión extra vería una especie de sábana infinita que crece y crece sin parar. Dicho ente podría indicar un punto de dicho plano que estaría en "reposo" respecto de él y determinar que todo el resto de ese universo plano se aleja, por el crecimiento del plano, de ese punto. Dicho observador podría decir que existe un lugar de dicho plano que es un sistema de referencia privilegiado, pues está en reposo, mientras que el resto del plano se desplaza por crecimiento respecto de ese punto. La existencia de dicho lugar privilegiado, aunque desde un punto de vista "externo" a nuestro plano, sería un problema pues no podemos hablar de un tiempo cósmico o fundamental válido para todo nuestro universo, sino sólo para dicho punto privilegiado. Esto es un punto contra el universo infinito pues no podemos tener en cuenta un tiempo cósmico o fundamental válido para todo el universo, y si aceptamos el tiempo cósmico externo podría haber un lugar de nuestro universo plano que sería un sistema privilegiado pues los demás tendrían el tiempo más lento que ese lugar.

Consecuencia 2: Por otro lado tenemos que este universo infinito tiene una densidad finita, lo cual nos lleva a otro grave problema. Podríamos determinar una esfera lo bastante grande que contuviera la suficiente materia como para ser en si misma un agujero negro. Es relativamente fácil hacer los cálculos del radio que tendría esa esfera, pues el volumen de una esfera es 4/3 p r3 y por lo tanto la masa de dicha esfera es este valor por la densidad (usemos r para densidad)
M=4/3 r p r3, mientras que el radio del horizonte de sucesos de un agujero negro es r=2GM/c2. Sustituyendo M en la segunda expresión tenemos que r= 2 G 4/3 r p r3 /c2

y despejando r

r = RAIZ((3 c2) /(8 p G r))

Todos estos datos son constantes salvo la densidad del universo, pero esta densidad es determinable. Tenemos que una esfera de radio como el determinado serría un agujero negro y lo que esté más allá lo vería y sentiría com tal. ¡Esto es un grave problema para el modelo infinito! Ahora pienso que podemos usar la densidad crítica del universo para sustituirla en esta fórmula, ya que se la planitud del universo está argumentada por la aparente proximidad de la densidad del universo a dicha densidad crítica: rc= (3 H2)/(8 p G), con lo que simplificando sale que el radio de dicho agujero negro sería r=c/H ¡Justo la velocidad de la luz partido la constante de Hubble!

r = 300000 Km/s / 71 km/s/Mpc = 4225,35 Mpsc = 4225,35 Mpsc x 3262 . 106 años luz/Mpsc = 13783098591549,29 años luz == 1,38 x 1013 años luz

Si no me he equivocado en los cálculos.

Me temo que 1013 años luz no es demasiado para un universo infinito. Tal vez sea demasiado para un universo finito, o incluso para el universo observable, pero no para uno infinito. Esto es un grave inconveniente para la idea de dicho universo infinito, pues las galaxias que se encuentren fuera de dicha esfera deben "ver" un agujero negro inmenso cerca de ellas. La única posibilidad para que no exista dicho agujero negro es que la densidad del universo vaya disminuyendo a medida que nos alejamos del "centro", pero esto lleva a la existencia de un centro de máxima densidad. Otra posibilidad es que la densidad media del universo sea cero, pero ya que la de nuestros alredededores no lo es tendría que serlo lejos de nostros; es la misma conclusión que antes. Ya decía Einstein en su libro "El significado de la Relatividad"

"Un universo infinito es posible sólo si la densidad media de la materia en el universo tiende a cero. Aunque tal asumción es lógicamente posible, es menos probable que la asumción de una densidad finita de materia en el universo"

Esto nos lleva a una tercera y definitiva consecuencia:

Consecuencia 3: Tal y como dice Einstein en su libro La relaltividad especial y general (puede leerse online en internet en http://www.geocities.com/angelto.geo/einstein/ch32.htm):

Answer 1

pues creo que nunca se sabe.

Answer 2

nose

Answer 3

pues yo creo que si a nuestro alrededor ay muchos universos infinitos pero no lo sabemos nosotros tenemos que descubrirlos

Answer 4

yo creo que hay infinitos universos paralelos

Answer 5

Diferentes realidades alternas puede ser, pero universo, es unico uno solo e irrepetible es el contenedor de las multiples realidades y dimenciones