O que há no centro do universo?

Se o universo se formou e se originou de uma explosão do Big Bang, deve haver um espaço vazio no centro do local da explosão, pois toda a matéria está viajando a uma velocidade tremenda para longe do centro, e deve haver mais matéria, estrelas , galáxias e poeira, etc. perto da periferia atual ou circunferência ou horizonte do universo atual. Como essa grande explosão ocorreu cerca de 13,7 bilhões de anos atrás, os limites externos do nosso universo estão a 13,7 bilhões de anos-luz de distância do centro da explosão do Big Bang.

Nossos astrônomos descobriram o vazio ou o vazio em algum lugar do centro do universo ou não?

Acho que sua pergunta está no tópico, mas o @RhysW vinculou um post muito útil para entender por que sua pergunta é um equívoco comum sobre o Big Bang.

No Center

Não existe um 'centro' para o universo. A qualquer momento, um observador local afirma que está no centro do universo pela maneira como as galáxias se afastam deles. Como podemos saber disso? O universo parece ser homogêneo (tem a mesma estrutura em todos os lugares) e isotrópico (não há direção preferida). Se essas são realmente propriedades do universo, então a expansão do universo deve ser a mesma em todos os outros locais (Veja: O princípio cosmológico ).

Como o Big Bang e as explosões diferem

Além disso, o Big Bang é diferente de uma explosão das seguintes maneiras:

1) Partículas envolvidas em uma explosão diminuem eventualmente devido a forças de atrito. Pense em fogos de artifício ( http://www.youtube.com/watch?v=qn_tkJDFG3s ). As partículas estão se movendo mais rapidamente no instante da explosão e diminuem monotonicamente com o tempo. A expansão do universo primitivo não segue essa tendência, embora às vezes as pessoas usem a palavra 'explosão' para descrever o enorme aumento volumétrico (um aumento de um fator de ) que ocorreu entre segundos após o Big Bang, que é apropriadamente chamado de inflação . 10 - 36 - 10 - $\sim10^{76}$$10^{-36}- 10^{-32}$

2) Uma explosão implica a existência de espaço. Para que uma explosão ocorra, as partículas (se estamos falando de matéria ou luz) devem ter espaço para explodir. A rigor, a inflação do universo é uma expansão das coordenadas espaço-tempo e, portanto, a palavra explosão não pode realmente ser aplicada, pois não havia nada para o espaço-tempo explodir.

Você está entendendo mal a expansão do Universo. O Big-Bang não é uma explosão: este é o momento em que o Universo teve uma (quase) densidade infinita. Portanto, não há centro no Universo, pois não há centro da SUPERFÍCIE da Terra (este é o análogo bidimensional mais popular).

Desde esse estado primordial de densidade ultra alta, o Universo está se expandindo, átomos se formaram, estrelas e galáxias se formaram e agora, em escala muito grande, a distância entre dois aglomerados de galáxias continua a aumentar com o tempo devido à expansão.

Em certo sentido, qualquer ponto que você escolher está no "centro" do universo e em qualquer ponto do universo, em larga escala, o universo parece o mesmo que em qualquer outro ponto. Mas isso não é o mesmo que dizer que o universo é infinito (mas poderia ser). A analogia com uma explosão é ruim, pois as explosões se expandem para o espaço existente. Com o Big Bang, o próprio espaço se expande. Mas, por definição, o espaço não tem uma borda (se existisse, haveria um "meta-espaço" que seria o espaço real e assim por diante) e, portanto, em todo lugar está o centro e / ou em nenhum lugar.

Reflito sobre esse assunto há quase 35 anos. Se o universo surgiu por meio de um processo do Big Bang, provavelmente nunca encontraremos o centro real em que ele começou:

RAZÕES QUE UM CENTRO PODE NUNCA SER ENCONTRADO

1. Primeiro, devemos sempre ter isso em mente: não vimos o início do nosso universo. Não há testemunhas oculares que possam nos contar o que realmente aconteceu. Portanto, é um 13.7+ bilhões de anos de idade COLD caso. Em outras palavras, tudo o que apresentamos em relação ao começo do universo sempre será apenas especulação.

Não temos como provar nada sobre a hipótese de como nosso universo começou (não importa quantas teorias sejam propostas em relação ao começo do universo nem quão boas elas e suas equações matemáticas correspondentes parecem ser, não há como testá-las completamente. para provar tudo o que eles reivindicam).

Em outras palavras, mesmo que os números não correspondam perfeitamente, você sempre pode criar outra constante ou sub-teoria que a faça parecer mais correta, nada disso é comprovável em nossa situação no mundo real. Isso significa que talvez nunca seja possível determinar se um BB ocorreu ou se um centro já existiu.

2. Dito isto, mesmo que o Big Bang seja responsável por como o universo se expandiu (uma espécie de explosão de uma mistura de sopa do tipo plasma sob pressão contra a gravidade) para o seu estado atual, problemas ou barreiras podem nos impedir de localizar a localização real de o centro a partir do qual tudo supostamente começou.

3. O ponto de partida, em relação ao BB, era supostamente um estado de singularidade. O que realmente seria a singularidade não é realmente conhecido. No entanto, seu estado seria um ponto sobre o tamanho de um mármore, no qual presumivelmente todas as leis da física como as conhecemos estão quebradas, uma espécie de estado de total aniquilação de toda a estrutura atômica e de suas várias partículas. Se a suposta fase inicial de "super" inflação ocorresse, seria opaco porque os fótons não estariam presentes nem liberados durante esta fase. Portanto, nossa visão dos eventos até esse ponto seria obscurecida.

Em outras palavras, nunca podemos ver essa fase nem haveria maneira de ver essa fase da inflação, porque precisaríamos ver fótons. Somente onde os fótons são liberados somos capazes de ver parte do que estava lá (o chamado limite do universo visível ).

4. Como não podemos ver além do universo visível (que incluiria as partes do espectro eletromagnético que não podem ser vistas a olho nu, que só podem ser vistas através de equipamentos que podem detectar comprimentos de onda invisíveis), não teríamos quase nenhuma chance de encontrar o verdadeiro centro do BB.

5. De acordo com uma teoria, o espaço existe e infla separado da matéria e da energia. Ou seja, estamos localizados dentro e fazemos parte dessa inflação. De acordo com esta proposta, o espaço (tecido do espaço-tempo) está inflando em todas as direções ao nosso redor, que estamos dentro do ponto , o centro. O resultado é que não conseguimos detectar uma direção na qual o BB partiu. Supostamente, porque estamos localizados dentro da inflação do BB, isso nos impede de ter um quadro de referência que nos permita ter a capacidade de rastrear e localizar o centro real ou mesmo a localização geral do ponto inicial do BB.

6. O quadro de referência do mundo real para o nosso universo é tridimensional mais o tempo. A matéria visível do universonão é uniforme em todas as direções. Ou seja, todas as galáxias etc. não estão uniformemente espaçadas ao longo de seu eixo x, y & z (ao contrário dos modelos de demonstração bidimensionais com matéria espaçada uniformemente). Desde que, supostamente, o Big Bang começou com uma minúscula bolha de singularidade (pelo menos para essa teoria), menor que uma bola de gude, então deveria haver várias trilhas vetoriais (mesmo que sejam fragmentadas ou um tanto distorcidas, borradas ou dissipadas) de algumas tipo voltando ao estado de singularidade do tamanho do mármore ou, pelo menos, para a área da borda externa da fase de 'superflação' (especialmente porque a matéria não é espaçada uniformemente e precisaria mudar de direção e consistência para que grandes áreas ou lacunas a intervalos irregulares estar presente como estão agora).

Mesmo que não exista um buraco ou área oca, deve haver uma enorme área nublada ou uma área com características diferentes da maior parte do resto do universo, se um BB ocorrer. No entanto, até o momento não conseguimos localizar nenhuma evidência que sugira que o BB tenha vindo de uma direção específica que também nos impediu de localizar um centro do BB .

7. Infelizmente, os modelos de estações de demonstração bidimensionais carecem de capacidade de mostrar verdadeiro efeito tridimensional em relação a iniciar em um pequeno ponto no atual estado de inflação ou expansão de 13,7 bilhões de anos-luz. Em outras palavras, se olharmos através da esfera do universo (a matéria não existe uniformemente espaçada em planos bidimensionais aqui) em algum lugar pelo menos próximo a parte da borda do universo visível, deveríamos ver pelo menos alguma área grande onde as galáxias estão muito mais próximas juntos, em comparação com uma área de oito ou dez bilhões de anos-luz em torno de onde nossa galáxia está localizada agora. Até agora, não encontramos nenhuma evidência. Talvez isso signifique que o BB não ocorreu.

Certamente, se o universo tivesse um pequeno ponto de partida, deveria haver uma mudança visível em algum lugar de uma inflação ou expansão que cubra uma área tão grande de mais de 13,7 bilhões de anos-luz (haveria alguma indicação em que direção devemos concentrar nosso esforço para encontrar algo referente a pelo menos a direção geral da localização original do BB). Até agora, essa indicação não foi encontrada.

8. Além disso, pode haver uma (s) força (s) fora do nosso universo que é a força motriz da inflação ou expansão do nosso universo; nesse caso, provavelmente seria impossível encontrar evidências de um centro se algum dia existisse. .

9. Se algum tipo de BB acontecesse, duvido seriamente que o universo possa ser "plano", a menos que haja um incrível conjunto poderoso de eventos desconhecidos que fizeram com que o universo mudasse de forma. Geralmente, um centro arredondado, inflado com uma tremenda força externa, manteria uma forma arredondada geral, mesmo para o nosso universo atual. Talvez se forças invisíveis de fora do universo causassem uma enorme obstrução ao processo de modelagem que teria surgido por meio de um BB, poderia haver uma forma diferente agora. No entanto, duvido que haja alguma maneira de alterar tal afirmação.

O universo não se expande para longe de qualquer centro. Todas as distâncias estão se expandindo uniformemente por todo o universo. Isso causa um efeito tal que, para cada observador individual, parece que o universo inteiro se afasta deles. Isso pode ser demonstrado usando esta figura (do google):

$A$$B$$B$$B$$A$$C$$X$$D$

A geometria amorfa do Universo está atualmente sendo estudada, e a distribuição em larga escala das galáxias é semelhante a uma esponja. A medida no meio da imagem representa 1,5 bilhão de anos-luz. a luz viaja em todas as direções e, no momento do big bang, não havia luz para viajar para qualquer lugar, e no início da teoria do big bang, não havia direções 3D que pudéssemos conceber, nenhuma definição de retidão e aresta, nenhuma distância entre qualquer coisa em uma geometria conhecida, na teoria das supercordas 3D, 4D, 5D, 12D. Então, para encontrar a geometria que você precisa, a Matemática pode se tornar 12D / 28D e é confusa para nós, a noção de centro é diferente nas dimensões 12/20. A alta temperatura do Big Bang antecede átomos, luz, partículas subatômicas, matéria, gravidade, antecede a existência de geometria conhecida,

O número de vazios na esponja pode ser bem mais de um trilhão de vezes mais numeroso do que o número de átomos no oceano. Pode haver um MPC do Googolplex como um mote do total. Então, onde está o centro disso? Quando o tempo terminará?

O big bang foi amorfo do nosso ponto de vista e, nesse sentido, você pode dizer que é "massivo". É cósmico, as propriedades físicas e espaciais são incomensuráveis ​​(é uma palavra bonita para se dizer incomensurável / sem relação).

Se você imagina que nossa visão da radiação cósmica de fundo (13,8 bilhões de LY) tem o diâmetro de um átomo no mar. O big bang talvez também tenha acontecido em outro átomo do outro lado do mar, de modo que a geometria não possui uma gradação de medida que pode ser definida na observação. Se o grande universo tiver uma aparência diferente, a um trilhão de milhões de anos da Googolplex, você terá dificuldade em descobrir isso.

Um objeto sem simetria ou medição e sem limite não pode ter um centro. Ele tem uma medida cúbica do googolplex em vez de um único centro.

Você está, portanto, fazendo uma pergunta geométrica semelhante a "onde está o centro na superfície de uma esfera e um aro"?

Não é assim que as explosões funcionam. Quando a nitroglicerina detona, ela não deixa um buraco no centro. Assim como uma explosão, o big bang também não funciona dessa maneira. Em qualquer quadro de referência válido, o universo começou a se expandir na velocidade da luz sem deixar um buraco no centro e o centro não é um lugar especial. Por causa de leis estranhas do universo, não há apenas um quadro de referência válido.

O universo segue a relatividade geral que simplifica para a relatividade especial na ausência de um campo gravitacional e na ausência de objetos com velocidade de escape que é uma fração significativa da velocidade da luz, segue muito de perto uma versão da relatividade especial em que a gravidade é real força que não curva o espaço-tempo. Consulte https://physics.stackexchange.com/questions/19937/time-dilation-as-an-observer-in-special-relativity/384547#384547 para saber como a relatividade especial funciona.

De acordo com a relatividade especial, o universo não tem centro. Qualquer objeto não rotativo que viaja a uma velocidade constante mais lenta que a velocidade da luz é um quadro de referência válido e, em seu quadro de referência, o centro do universo é o local onde ocorreu o big bang. Não existe uma linha temporal que todos os observadores concordem que seja o centro do universo. Em qualquer quadro de referência, o centro do universo nesse quadro de referência não pode ser um lugar especial, porque não é o centro de outro quadro de referência. Quando olhamos para galáxias perto da borda do universo, vemos outras semelhantes às que ocorreram perto do começo do universo, mas na verdade estamos apenas olhando para as galáxias de quando elas tinham cerca da metade da idade do nosso universo. quadro de Referência. Eles' As galáxias muito mais jovens são apenas por causa de sua própria dilatação do tempo e em seu próprio quadro de referência, na verdade são muito mais jovens. Em qualquer quadro de referência, o que acontece se você estiver próximo da borda do universo e estacionário? Você se vê perto da borda. Em outro quadro de referência, você está no centro do universo e se move e a aberração da luz que observa faz com que você se perceba como não estando no centro.

É exatamente o que a relatividade especial prevê, mas, na realidade, o universo não segue a relatividade especial, mas alguns dos resultados que eu já mencionei ainda são verdadeiros. O universo está se acelerando, então as galáxias acabarão se afastando mais rápido que a luz, porque o próprio espaço as está arrastando para longe mais rápido que a luz. Provavelmente vivemos em um universo De Sitter. Nosso horizonte cósmico, a região do espaço que se afasta de nós na velocidade da luz em nosso quadro de referência se comporta como um buraco negro no sentido de que veremos galáxias se aproximando exponencialmente do horizonte cósmico sem nunca alcançá-lo e obter mais. o vermelho mudou sem limites quando se aproxima.

Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/De_Sitter_universe

O que há no centro do universo?

Esta pergunta no Physics.SE: " O Big Bang aconteceu em algum momento? ", Que tem uma resposta com mais de 300 UpVotes, explica:

"A resposta simples é que não, o Big Bang não aconteceu em um ponto. Em vez disso, aconteceu em todos os lugares do universo ao mesmo tempo. As consequências disso incluem:

• O universo não tem um centro: o Big Bang não aconteceu em um ponto, então não há um ponto central no universo do qual ele esteja se expandindo ".

• O universo não está se expandindo para nada: porque o universo não está se expandindo como uma bola de fogo, não há espaço fora do universo para o qual está se expandindo.

Somos menos do que uma especificação em nosso superaglomerado :

Existe uma página da Wikipedia: " História do Centro do Universo - A inexistência de um centro do Universo ", que explica:

"Um universo isotrópico homogêneo não tem um centro". - Fonte: Livio, Mario (2001). O Universo Acelerador: Expansão Infinita, a Constante Cosmológica e a Beleza do Cosmos . John Wiley e filhos. p. 53. Recuperado em 31 de março de 2012.

Veja também este vídeo da CalTech: " Onde fica o centro do universo? ".

Se o universo se formou e se originou de uma explosão do Big Bang, deve haver um espaço vazio no centro do local da explosão, pois toda a matéria está viajando a uma velocidade tremenda para longe do centro, e deve haver mais matéria, estrelas , galáxias e poeira, etc. perto da periferia atual ou circunferência ou horizonte do universo atual. Como essa grande explosão ocorreu cerca de 13,7 bilhões de anos atrás, os limites externos do nosso universo estão a 13,7 bilhões de anos-luz de distância do centro da explosão do Big Bang.

Nossos astrônomos descobriram o vazio ou o vazio em algum lugar do centro do universo ou não?

Ampliando a Via Láctea (centro desta imagem, mas não o centro do universo), vemos:

As áreas azuis perto de nós são o vazio local , enquanto a área à esquerda é o grande atrator .

$10^9$

Veja estas páginas da Wikipedia: " Universo observável " e " Cosmologia observacional ", isto é de " Tamanho e regiões ":

O tamanho do universo é um pouco difícil de definir. De acordo com a teoria geral da relatividade, algumas regiões do espaço podem nunca interagir com as nossas, mesmo durante a vida do Universo, devido à velocidade finita da luz e à contínua expansão do espaço. Por exemplo, as mensagens de rádio enviadas da Terra talvez nunca alcancem algumas regiões do espaço, mesmo que o Universo existisse para sempre: o espaço pode se expandir mais rapidamente do que a luz pode atravessá-lo.

Presume-se que regiões distantes do espaço existam e façam parte da realidade tanto quanto somos, mesmo que nunca possamos interagir com elas. A região espacial pela qual podemos afetar e ser afetados é o universo observável.

O universo observável depende da localização do observador. Ao viajar, um observador pode entrar em contato com uma região maior do espaço-tempo do que um observador que permanece parado. No entanto, mesmo o viajante mais rápido não será capaz de interagir com todo o espaço. Tipicamente, o universo observável é entendido como a porção do universo que é observável do nosso ponto de vista na Via Láctea.

$28×10^9$$4.2×10^9$ ), mas isso não representa a distância em um determinado momento, porque a borda do universo observável e a Terra se afastaram desde então. Para comparação, o diâmetro de uma galáxia típica é de 30.000 anos-luz (9.198 parsecs ), e a distância típica entre duas galáxias vizinhas é de 3 milhões de anos-luz (919,8 kiloparsecs ). Como exemplo, a Via Láctea tem aproximadamente 100.000 a 180.000 anos-luz de diâmetro, e a galáxia irmã mais próxima da Via Láctea, a Galáxia de Andrômeda, está localizada a aproximadamente 2,5 milhões de anos-luz de distância.

Como não podemos observar o espaço além da margem do universo observável, não se sabe se o tamanho do Universo em sua totalidade é finito ou infinito.

$10^{{10}^{{10}^{122}}}$

De acordo com a proposta Hartle-Hawking afirma : "O universo não tem limites iniciais no tempo nem no espaço".

O Dr. Brent Tulley publicou um artigo: " O superaglomerado Laniakea de galáxias " ( pré-impressão gratuita do arXiv ) e vídeo suplementar associado , junto com o diretório Vimeo do Dr. Daniel Pomarède , especificamente este vídeo: Cosmografia do Universo Local (versão FullHD) a partir da qual esses foram desenhadas imagens, que mostram a forma de parte do universo como a conhecemos:

• Pegue os dados WMAP e projete todas as galáxias dentro de 8K km / s (1:18 no vídeo) em um espaço 3D:

Clique na imagem para animar

Um close da nossa localização mostra o grande vazio local :

Diminuir o zoom revela parte do universo. Veja o vídeo acima para mais informações: