Embora seja muito, muito, muito grande, mas o universo provavelmente não pode ser infinitamente grande. Mas isso não significa que tenha uma vantagem.
Nós todos sabemos que o universo está se expandindo, não é? Bem, se você não sabia, então não agradeço pela informação. Nós vivemos em um universo em expansão: cada galáxia voa para longe de qualquer outra galáxia. Isso naturalmente leva à questão geral: “Se o Universo se expande, então em que se expande? Em um grande universo? Em nada? Em algo como um nevoeiro indefinido? Onde está a ponta da nossa bolha cósmica?
Bem, nosso Universo tem uma vantagem - isto é, se por “nosso Universo” nos referimos ao Universo observado. A velocidade da luz é apenas velocidade - e o Universo existe há muito tempo (cerca de 13,77 bilhões de anos). Mas para nós, isso significa que apenas muito do Universo foi revelado a nós através da luz, que viajou através de vastas distâncias cósmicas. E o que está além do nosso limite observado? É fácil: apenas mais coisas como galáxias e buracos negros e novas e fantásticas variedades de queijo. Essas coisas são inatingíveis para nós, mas elas ainda estão lá.
Do nosso ponto de vista, parece que estamos no centro de tudo, e cada galáxia voa para longe de nós. Então, isso naturalmente leva à linha de raciocínio: "Deve haver uma vantagem". Mas, digamos, você pulou para Andromeda, nosso vizinho mais próximo na galáxia. Deste novo ponto de vista, tudo ainda parece que você está no centro do universo, e tudo voa para longe de você. Agora vamos enlouquecer e fingir que podemos teletransportá-lo para a galáxia mais distante observada, na extremidade mais distante do nosso alcance de observação. Adivinha o que? Sim, da sua posição parece que você está no centro do Universo, e cada galáxia (incluindo a distante Via Láctea) se afastando de você. É isso que queremos dizer quando dizemos: "O universo está se expandindo". Cada galáxia é removida de qualquer outra galáxia (com algumas pequenas exceções de fusões locais, mas este é um tópico para outro artigo).
Mas deve haver um limite, certo? O universo não pode ser infinito, certo? Certo?
Bem, provavelmente não. Embora este seja um universo muito, muito grande, mas provavelmente não é infinitamente grande.
Mas ela ainda não precisa de bordas.
Pense novamente em saltar de galáxia para galáxia. Do lado da Via Láctea, o Universo parece uma enorme bolha de sabão aumentando em tamanho do nosso centro. Mas de outra galáxia esta bolha universal parece diferente, porque esta outra galáxia está no "centro" da bolha ... E a tentação de chamar conceitos como palavras "dentro" ou "borda" em nosso Universo não faz sentido do ponto de vista de uma nova perspectiva . E isso é verdade para todas as galáxias.
Eu vou dizer de novo: o "universo em expansão" significa simplesmente que cada galáxia está se afastando de qualquer outra galáxia. Aqui está! Não há bordas. Nenhuma bolha. Nada para expandir. A matemática é simples: o universo fica maior com o tempo. Isso é tudo.
Vamos dar um passo atrás. Todos conhecem essas analogias comuns usadas para descrever o universo em expansão: galáxias são como formigas rastejando em torno de uma bola de praia. Somos todos apenas passas em um pedaço de pão. E - oh! A bola está inflada! Sim! Um pedaço de pão cresce no forno! O espaço se expande e as galáxias são carregadas junto com ele! Você Fácil!
Essas analogias, é claro, nos dão um ponto importante: as galáxias não voam e não andam a uma distância umas das outras. Este é o espaço abaixo deles, que faz todo o trabalho de expansão; As galáxias só ficam no tapete cósmico. Mas essas analogias também carregam uma falha fatal. Todos nós podemos imaginar facilmente inflar uma bola de praia ou um pão crescente, e imediatamente pensamos neles como se expandindo para algo: o ar vazio. A bola de praia tem pele. O pão tem um delicioso e crocante. Eles têm bordas e se movem para alguma coisa.
Nossa mente zombou de nós, e isso nos engana e esconde o que realmente acontece.
Quando usamos a analogia das formigas na bola de praia, a primeira coisa que as pessoas dizem é: “Por que formigas?”. Eu não sei; apenas sair com ele. E a segunda coisa que as pessoas dizem: "Oh, o centro do universo está bem ali, no meio da bola". Neste momento eu tenho que pular com restrições por analogia: todo o nosso Universo é a superfície de uma bola inflável. E a superfície da bola não tem centro. Assim como a superfície da terra não tem centro. Nós poderíamos fazer os pólos onde quer que quiséssemos.
No modelo bola-praia, todo o nosso Universo é uma superfície bidimensional cheia de formigas idiotas tentando rastejar uma na direção da outra, mas elas não podem, porque algumas continuam a inflar com um solavanco. Ok, tudo bem. Este modelo do Universo é bidimensional, mas aos olhos de nossa mente, imediatamente pensamos em sua expansão para a terceira dimensão - uma dimensão em que as formigas não podem acessar porque não podem pular. Mas essa dimensão extra fornece “espaço” para que a bola se expanda em algo.
Mas o nosso universo real é tridimensional. Embora a teoria das cordas sugira que pode haver dimensões adicionais, elas são todas subminiaturais, de modo que não são levadas em conta. Então, há uma quarta dimensão adicional que fornece "material" para expandir nosso Universo em algo? Talvez sim, talvez não. Aqui está o que: matemática pode criar uma quarta dimensão para a nossa expansão 3D do universo em algo. E certamente teríamos uma “borda” nessa dimensão adicional, então você também pode apontar para a “borda” da superfície 2D da bola.
Mas isso não é necessário.
Nós não precisamos de uma quarta dimensão para cobrir nosso Universo. Temos uma descrição matemática completa e consistente da expansão do Universo, usando apenas as três dimensões cotidianas que conhecemos e amamos. Assim, isso significa que podemos ter um Universo em expansão sem precisar de uma vantagem ou algo para que ele se expanda em algo.
Eu admito que tenho problemas para explicar este conceito. Mas essa é a beleza de usar a matemática para entender o Universo: podemos criar e manipular conceitos, porque nosso cérebro simplesmente não consegue lidar sozinho!
