ब्रह्मांड अनंत कैसे हो सकता है?


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मैंने प्रसिद्ध खगोल भौतिकीविदों से सुना है कि हम अभी तक नहीं जानते हैं कि ब्रह्मांड अनंत है या नहीं। यह कैसे संभव है कि बड़े धमाके के सिद्धांत को स्वीकार किया जाए (जैसा कि वे सभी करते हैं)? क्या वे अन्य यूनिवर्स के अस्तित्व की बात कर रहे हैं जब वे कहते हैं कि यह अनंत हो सकता है, या क्या?


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कृपया स्पष्ट करें: आपको क्यों लगता है कि बिग बैंग सिद्धांत और एक अनंत ब्रह्मांड किसी भी तरह असंगत हैं? क्या आप कल्पना कर रहे हैं कि एक अनंत ब्रह्मांड विस्तार करने में असमर्थ है, शायद? या यह कुछ और है?
स्टेन लिउ

मेरा क्या मतलब है, भले ही यह विस्तार करने में सक्षम हो, अगर सब कुछ बड़े धमाके से उत्पन्न हुआ, तो वह स्थान एक सीमित समय में अनंत कैसे हो सकता है - ब्रह्मांड की आयु।
हैरोगैस्टन

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called2voyage

जवाबों:


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मेरा क्या मतलब है, भले ही यह विस्तार करने में सक्षम हो, अगर सब कुछ बड़े धमाके से उत्पन्न हुआ, तो वह स्थान एक सीमित समय में अनंत कैसे हो सकता है - ब्रह्मांड की आयु।

बिग बैंग के मानक theCDM मॉडल में, ब्रह्मांड अनंत है और हमेशा से ऐसा रहा है। बिग बैंग की विलक्षणता हर जगह हुई , इस अर्थ में कि काफी समय पहले, घनत्व हर स्थान पर अनंतता को दर्शाता है।

लेकिन यह सिर्फ एक विशेष मॉडल है - यह मानता है कि यदि स्थानिक रूप से सपाट है और विश्व स्तर पर सजातीय और समतापी है। ऐसे विस्तारित मॉडल हैं जिनमें यह बिल्कुल सपाट नहीं है, और इसलिए यह परिमित हो सकता है, भले ही यह अभी भी सजातीय और आइसोट्रोपिक हो (यदि वक्रता थोड़ा सकारात्मक है)। और निश्चित रूप से हम वास्तव में यह नहीं जानते हैं कि क्या यह सजातीय और आइसोट्रोपिक है जो कि वास्तव में हम देखते हैं की तुलना में बहुत अधिक है। कुछ मुद्रास्फीति मॉडल का मतलब है कि यह नहीं है।


स्पष्ट करने के लिए: ΛCDM मॉडल एक स्थानिक फ्लैट मान लिया गया है का उपयोग करता है FLRW समाधान सामान्य सापेक्षता के, जिसमें अंतरिक्ष इयूक्लिडियन है -अंतरिक्ष इयूक्लिडियन -अंतरिक्ष केवल है फ्लैट सजातीय और आइसोट्रोपिक -manifold, इसलिए वहाँ कोई रास्ता नहीं इसे बनाने के लिए उन मॉडलिंग अनुमानों में से कम से कम एक का उल्लंघन किए बिना परिमित (उदाहरण के लिए, एक फ्लैट टोरस मीट्रिक के लिए एक ही रूप हो सकता है, लेकिन वैश्विक रूप से आइसोट्रोपिक नहीं होगा)।333


मैं यह नहीं देखता कि यह मॉडल कैसे बताता है कि ब्रह्मांड अनंत है। आपके द्वारा संदर्भित विकिपीडिया पृष्ठ से लिया गया है: "मॉडल में एक ही मूल घटना," बिग बैंग "[...] शामिल है, जो एक विस्फोट नहीं था, बल्कि अंतरिक्ष-समय [...] का विस्तार करने की अचानक उपस्थिति थी।" तुरंत (10 immediately29 सेकंड के भीतर) अंतरिक्ष के एक घातीय विस्तार के बाद 1027 या उससे अधिक के स्केल गुणक द्वारा लौकिक मुद्रास्फीति के रूप में जाना जाता था। " "अंतरिक्ष-समय का विस्तार" मुझे अनंत नहीं लगता। मैं आपको गलत नहीं बता रहा हूं, लेकिन मैं उस लेख से अलग बात समझता हूं।
हैरोगैस्टन

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@harogaston: "स्पेस-टाइम का विस्तार करना" या तो सीमितता या अनन्तता के बारे में कुछ भी नहीं कहता है, लेकिन मैंने इसका उत्तर उस मॉडल के विशिष्ट भाग को इंगित करने के लिए संपादित किया है, जिसका अर्थ है कि ब्रह्मांड अनंत है ( यदि हम मॉडल को अधिक शाब्दिक रूप से उचित मानते हैं , वैसे भी)।
स्टेन लिउ

@ जब आप कहते हैं कि बीबी विलक्षणता हर जगह हुई है, तो क्या आपका मतलब है कि बी बी विलक्षणताओं की एक अनंत संख्या थी, प्रत्येक बिंदु के लिए एक?
सेट 5

@ मिक नं, क्योंकि विलक्षणताओं को आवश्यक रूप से इंगित करना अनुचित है। यदि आप एक शीट में एक छेद काटते हैं, तो इसे असीम रूप से कई छेदों के रूप में सोचना उपयोगी नहीं है, खासकर क्योंकि आमतौर पर वैसे भी 'लापता टुकड़ा' भरने का कोई तरीका नहीं है। GTR में विलक्षणताएं और भी अधिक विविध हैं।
स्टेन लिउ

ब्रह्मांड की आयु (या बहुआयामी) आवश्यक रूप से परिमित नहीं है, हालांकि तार्किक विचारों की आवश्यकता है कि अंतरिक्ष के किसी भी विषम-घातीय विस्तार (मुद्रास्फीति के रूप में जाना जाता है) को विपरीत दिशाओं के बीच संतुलित किया जाए, ताकि यह अतीत के साथ-साथ अनन्त हो सके। भविष्य, जिससे यह एक अनंत आयु दे रहा है। यह Aguirre और Gratton की "स्थिर राज्य शाश्वत मुद्रास्फीति" और निकोडेम जे। पॉपलास्की के "कॉस्मोलॉजी विद टॉर्सन" जैसे ब्रह्मांड विज्ञान में वर्णित है। Poplawski कई संबंधित कागजात (arXiv वेबसाइट पर उपलब्ध नि: शुल्क), 2010 और 2020 के बीच लिखा है
एडुअर्ड

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मुझे लगता है कि दो अवधारणाओं के बीच भ्रम का स्रोत - बिग बैंग विलक्षणता और एक अनंत ब्रह्मांड - यह गलत धारणा है कि ब्रह्मांड मूल रूप से एक परिमित विस्तार के रूप में शुरू हुआ था । वर्तमान समय के तर्क और संख्याओं के उपयोग से यह गलत धारणा आसानी से उत्पन्न होती है जो प्रारंभिक ब्रह्मांड में लागू नहीं थी। उदाहरण के लिए, मैंने सुना है कि बिग बैंग के तुरंत बाद, संपूर्ण अवलोकन ब्रह्मांड एक अंगूर के आकार का था, लेकिन यह स्पष्टीकरण इस बात की उपेक्षा करता है कि अंगूर बहुत बड़े होते हैं।

समस्या यह है कि अंतरिक्ष वह जगह है जहां हम माप सकते हैं कि कोई चीज कितनी बड़ी है, लेकिन अंतरिक्ष का विस्तार होता है, इसलिए कुछ ऐसा जो एक निश्चित दूरी है वर्तमान में बहुत समय पहले एक बहुत करीब था, भले ही कोई वस्तु सामान्य अर्थों में स्थानांतरित न हुई हो। प्रभाव को स्पष्ट करने में मदद करने के लिए एक सादृश्य के रूप में:

आप और मैं एक बड़े पैमाने पर खंडित गुब्बारे पर खड़े हैं। आप एक मीटर स्टिक सेट करते हैं, प्रत्येक छोर पर गुब्बारे पर एक निशान बनाते हैं और हम प्रत्येक एक निशान पर खड़े होते हैं और अब एक मीटर अलग हो जाते हैं। फिर मैं एक पंप चालू करता हूं और गुब्बारे को फुलाता हूं। जैसे ही गुब्बारा फुलाता है, सतह बाहर की ओर फैल जाती है और आप और मैं एक-दूसरे से दूर होते हुए दिखाई देते हैं, जब हम 'चलते नहीं' होते हैं (जैसे एक-दूसरे से दूर चलना): अब हमारे पास विचार करने के लिए परस्पर विरोधी सेट हैं; गुब्बारे की सतह के निशान के अनुसार हम अभी भी एक मीटर अलग हैं, लेकिन आपके हाथ में मीटर की छड़ी (जो विस्तार नहीं कर रही है) के अनुसार दूरी उससे अधिक है।

ध्यान दें कि जब मैंने गुब्बारे को "प्रीपोस्टर्लीली लार्ज" कहा था, तो यह असीम रूप से बड़ा हो सकता था और अभी भी उसी तरह व्यवहार कर सकता है । मैं इसे इंगित करता हूं क्योंकि मैंने अन्य उत्तरों पर टिप्पणियों में देखा है कि आप यह नहीं देखते हैं कि अंतरिक्ष अनंत और विस्तार दोनों कैसे हो सकता है - कि अगर यह विस्तार हो रहा है, तो यह पहले से ही परिमित होना चाहिए था। यह गलत है: वास्तव में, क्योंकि अनंतता अनश्वरता का गुण है, कुछ ऐसा जो असीम रूप से बड़ा है, हमेशा बड़ा हो सकता है, क्योंकि परिभाषा के अनुसार इसके आकार पर कोई ऊपरी सीमा नहीं है।

यह भी ध्यान दें कि यदि आपने पहले की सादृश्य को उल्टा रिकॉर्ड किया है, तो ऐसा प्रतीत होता है कि अंतरिक्ष सिकुड़ रहा था जैसे कि हमारे बीच कई मीटर की दूरी समय के साथ एक मीटर तक कम हो गई थी। यदि आप ब्रह्माण्ड को इस तरह से सिकोड़ते रहें, तो अंततः यह मामला बनता है कि शून्य हैहमारे बीच की दूरी। और अगर आप उस परिदृश्य पर लागू होते हैं, जहाँ गुब्बारे के पार असीम रूप से लोगों को वितरित किया जाता है, तो वे सभी गुब्बारे के रूप में एक साथ करीब आ जाएंगे, जब तक कि किसी दो लोगों के बीच शून्य दूरी न हो ... सिद्धांत रूप में, कम से कम, चूंकि असली मनुष्य का आकार छोटा है। ऊर्जा और अंतरिक्ष का आकार नहीं है, हालांकि, बिग बैंग के बिंदु पर, अंतरिक्ष अभी भी अनंत था (चूंकि एक अनंत / अबाधित स्थान परिमित / बंधे होने के लिए सिकुड़ नहीं सकता है) लेकिन अंतरिक्ष में किसी भी दो बिंदुओं के बीच की दूरी शून्य थी ।

इसलिए यदि आप बिग बैंग के समय में वापस जा सकते हैं, तो आपको ऊर्जा का एक अनंत महासागर दिखाई देगा, क्योंकि सारी ऊर्जा "कंधे से कंधे" (असीम रूप से घनी) थी, लेकिन यह तेजी से फैलता है (और इसलिए ठंडा होता है) कि मूल कण बन सकते हैं, फिर बाद में पदार्थ और अणु। बेशक, चूंकि आपका आकार अंतरिक्ष की मीट्रिक पर निर्भर करेगा, इसलिए यह जरूरी नहीं होगा कि अंतरिक्ष का विस्तार हो रहा था, लेकिन बस ऊर्जा और पदार्थ ठंडा हो रहा था। वास्तव में हम इसे अभी भी दूर के स्रोतों से प्रकाश के लाल रंग के विस्तार में स्थानिक विस्तार के प्रभाव के रूप में देखते हैं: प्रकाश "ठंडा हो जाता है" या रास्ते में ऊर्जा खो देता है क्योंकि यह अंतरिक्ष के माध्यम से अपनी यात्रा पर फैला हुआ है।


जब आप लिखते हैं "अंगूर बहुत बड़ा होता तो", क्या आपका मतलब छोटा था ?
Allure

@ मुझे लगता है कि उस प्रणाली पर एक मुश्किल सवाल है जहां मापने की छड़ी आकार बदल रही है। इसे इस तरह से सोचें: मिल्की वे और एंड्रोमेडा आकाशगंगाएं प्रत्येक 100k से 200k प्रकाश-वर्ष के पार हैं और लगभग 2.5M प्रकाश-वर्ष अलग हैं; लेकिन कुछ बिंदु पर अतीत में प्रत्येक आकाशगंगा अपनी संपूर्णता में एक सेंटीमीटर चौड़ी जगह में निचोड़ा गया था और वे एक दूसरे के सेंटीमीटर के भीतर थे; एक 10cm अंगूर तो एक व्यवहार्य लौकिक पैमाने माप उपकरण होगा। आज आपको छोटे आधुनिक अंगूरों की अधिक आवश्यकता होगी। अंतरिक्ष का विस्तार वह है जिसने आज फैलने के लिए सब कुछ दिया है।
अशर

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दूसरी तरफ, अंगूर वर्तमान में ब्रह्मांड के साथ विस्तार नहीं कर रहे हैं, क्योंकि वे विभिन्न बलों से बंधे हैं। भाषा अस्पष्ट है, लेकिन इसीलिए हमारे पास गणित है; मुझे केवल यह संकेत देने का मतलब था कि १० सेंटीमीटर अब की तुलना में बहुत अधिक चलते थे।
अशर

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यह ज्ञात है कि ब्रह्मांड जिसे हम अपनी दूरबीनों में देख सकते हैं, वह कुल ब्रह्मांड से कम है। चूंकि हम यह नहीं देख सकते हैं कि दृश्य बढ़त से परे क्या है, हम यह निर्धारित नहीं कर सकते हैं कि ब्रह्मांड अनंत या परिमित है या नहीं।


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क्षमा करें, यह मेरे प्रश्न का उत्तर नहीं देता है। यहां तक ​​कि अगर हम अपने अवलोकनीय ब्रह्मांड से परे नहीं देख सकते हैं, अगर सब कुछ बड़े धमाके से उत्पन्न हुआ है, तो वह स्थान एक सीमित समय में अनंत कैसे हो सकता है - ब्रह्मांड की आयु।
हैरोगैस्टन

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@harogaston मुझे लगता है कि इसका उत्तर अन्य उत्तरों में दिया गया था, लेकिन आप सही हैं। परिमित स्थान अनंत नहीं बन सकता है। काम करने के लिए अनंत ब्रह्मांड मॉडल के लिए, बड़ा धमाका खुद अनंत अंतरिक्ष में हुआ होगा। हम नहीं जानते कि ऐसा होना चाहिए, लेकिन यह अध्ययन करने वाले लोगों में एक लोकप्रिय मॉडल है।
userLTK

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“ब्रह्मांड अनंत कैसे हो सकता है? इसलिए मैं अनुमान लगा रहा हूं कि इसे अनंत बनाने के लिए एक तरह की 'प्रक्रिया' होनी चाहिए।

अंतरिक्ष अपने आप में कुछ भी न होने से मौजूद हो सकता है। वैक्यूम, इंटरगैलेक्टिक स्पेस, बड़े पैमाने पर संरचना के नक्शे में देखे गए विशाल voids उदाहरण हैं।

इसका मतलब है कि ब्रह्मांड कितना भी फैल जाए, अंतरिक्ष परमाणुओं की तरह टूट नहीं सकता। कोई कह सकता है कि इसमें कोई लोचदार मापांक नहीं है। कोई इसका उपयोग मूल आधार के रूप में यह समझाने के लिए कर सकता है कि एक अनंत ब्रह्मांड कैसे हो सकता है।

वैकल्पिक रूप से, ब्रह्मांडीय टोपोलॉजी के सिद्धांत हमारे ब्रह्मांड के घनत्व के पूर्वानुमान के साथ अच्छे समझौते में हैं, जो 1 के बहुत करीब है जो एक ब्रह्मांड का हमेशा के लिए विस्तार करने के लिए इंगित करता है। (देखें http://www.scholarpedia.org/article/Cosmic_Topology#fabre:2013 )

यह एक परिमित समय में अनंत नहीं हो सकता क्योंकि समय स्थान है और समय कमोबेश एक जैसा है। वे एक इकाई हैं जिन्हें स्पेसटाइम कहा जाता है।


-1

यह अच्छा होगा यदि हबल ने एक साइनपोस्ट को चिह्नित देखा: "कृपया इस बिंदु से आगे न जाएं, यह ब्रह्मांड का किनारा है।" शायद एक दीवार या एक कटघरा भी।

ब्रह्मांड अनंत कैसे हो सकता है? अनंत आकार, अनंत आयु, अनंत रूप से छोटे क्वांटम का निर्माण? हमारे पास अनंत के साथ मुख्य समस्या यह है कि यह मानवीय समझ को ख़राब करती है।

गोलाकार और गोलाकार समीकरण ब्रह्मांड में व्याप्त हैं: सितारे, सीएमबी, ग्रह और चंद्रमा की कक्षाएँ, परमाणु, फोटॉन, पाई, ये सभी साइन-कोसाइन समीकरणों का उपयोग कर सकते हैं। घुमाव अनंत हैं। पाई और साइन-कोसिन अनंत हैं।

यदि ब्रह्मांड अनंत गणित क्रियाओं से बना है, तो यह अनंत क्यों नहीं होगा?

अंतरिक्ष में कितने कोण हैं? अनंत। आकाशगंगा कितनी देर घूमती है? अनंत काल। कोणीय गति के वृत्त विज्ञापन-अनंत काल तक चलते हैं। घुमाव अनंत हैं।

असीम रूप से बड़े या असीम रूप से छोटे स्थान पर एक स्थानिक सीमा क्यों होगी? क्योंकि यह मानवीय समझ को ख़राब करता है? यह एक अच्छा पर्याप्त कारण नहीं है।

ज्ञात ब्रह्मांड में सब कुछ गणितीय सिद्धांतों पर निर्भर करता है जो अनंत हैं, संख्याएं अनंत हैं, कोण अनंत हैं, आम तौर पर साइन-कोसाइन, रैखिक, गोलाकार और गोलाकार वस्तुओं में अनंत मोड़ हैं।

मैंडलब्रॉट सेट अनंत है। यह ब्रह्मांड की वस्तुओं की तुलना में बहुत सरल समीकरण है, और यह अनंत है। इसलिए, मैं आपको मैंडलब्रॉट का अध्ययन करने और खुद से पूछने के लिए प्रोत्साहित करूंगा: यह कैसे अनंत हो सकता है? फिर आपको उस अध्ययन को ब्रह्मांड की वस्तुओं पर लागू करने के लिए कुछ लाभ होगा।

एक जिज्ञासु चीज है जो ब्रह्मांड में असीम रूप से बड़ी और छोटी वस्तुओं को पाटती है: ब्लैक होल की विलक्षणताएं लगभग पूरी तरह से साइन-कॉस मैथ्स विवरणों से बनी होती हैं, लेकिन वे अंतरिक्ष में लाखों सूर्य परमाणुओं का आकार ले लेते हैं, जो एक धन सिक्का या सीडी है। या नैनो-मीटर, सभी साइन-कोसाइन डिस्क के अंदर होता है, जो एक गोलाकार घटना होती है जिसका वजन अरबों तारे होता है। अगर सूरज बास्केटबाल में फिट हो सकता है, और शायद परमाणु, तो हम कैसे आंक सकते हैं कि बड़ा या छोटा क्या है? यदि बहुत बड़ी चीजों को बहुत छोटे से पुनर्जन्म किया जाता है, और फिर से बहुत बड़े हो जाते हैं, तो यह जीवन के चक्र की तरह है, और इसका मतलब है कि आप ब्रह्मांड का केंद्र हैं, जो एक अच्छा एहसास है। परमाणु और सितारे आपकी तुलना में कोई मायने नहीं रखते।

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