Плоскость пространства

[Ara]

Здравствуйте, я любитель астрономии и хочу задать вопрос, который уже довольно долго терзает меня. В книгах о космологии этот вопрос обсуждается лишь парой строк, и поэтому мне кажется, что я не понимаю суть дела. Так вот представим, что плотность вселенной равна критической, тогда кривизна пространства всей вселенной равна нолю, следовательно она описывается эвклидовой геометрией. Все пока понятно. Но, раз вселенная расширяется 13.7 миллиардов лет, то она должна иметь конечный обьем, и раз она еще и плоская то должен иметь и границы. Как это возможно??? Что я не так понимаю??? Если плотность вселенной выше критической, то все ясно, обьем вселенной конечная, но кривизна такая, что вселенная наподобие трехмерной сферы, тогда и на самом деле нету границ. А что если вселенная плоская? Тогда по мне получается что она должна иметь границы. Но посколько "граница вселенной" это просто нонсенс, то тогда я хотел бы узнать, что же я неправильно понимаю.

[Sazan]

Но посколько "граница вселенной" это просто нонсенс, то тогда я хотел бы узнать, что же я неправильно понимаю.

Ответить на Ваш вопрос не смогу, не та «квалификация». Но

Здравствуйте, я любитель астрономии и хочу задать вопрос, который уже довольно долго терзает меня.

я также любитель, не астрономии, но физики. И Ваши «непонятки» были и у меня. Но все это в прошлом. Надеюсь, мой опыт поможет Вам «разобраться» с «непонятками» с помощью профессионалов.

Так вот представим, что плотность вселенной равна критической, тогда кривизна пространства всей вселенной равна нолю, следовательно она описывается эвклидовой геометрией.

Начнем с термина «пространство». На нескольких очных форумах с 1989 года в беседах, как с профессионалами, так и с любителями заметил следующее.
У физиков – профессионалов однозначно: «Пространство (матем.), множество объектов, между к-рыми установлены отношения, сходные по своей структуре с обычными пространств. отношениями типа окрестности, расстояния и т. д. Исторически первое и важнейшее матам. П. – евклидово пространство.» См. Советский энциклопедический словарь. 2-е изд. -М.: Сов. Энциклопедия, 1983, с. 1067. Грубо говоря, пространство это некая абстракция, но не «образное понятие».
У большинства любителей, как физиков, так и астрономов, надеюсь, Вас это не касается, какая-то мешанина, настоящая «каша» в толковании термина «пространство». Но чаще всего превалирует следующее толкование: «Пространство, 1. Объективная реальность, форма существования материи, характеризующаяся протяженностью и объемом.» См. Ожегов С.И. Словарь русского языка. Изд.12-е, стереотип. –М.: «Русский язык», 1978, с. 573. Там еще два значения, но именно первое, приведенное выше, и превалирует в умах большинства физиков – любителей. Из-за такого толкования термина "пространство" до сих пор есть «эфиристы», «стационарщики», искатели центра, края, начала и конца Вселенной. И вполне «правомочно» среди них обсуждается дискретность пространства, что среди профессионалов, мягко говоря, не вполне уместно, чтобы не сказать невежественно. И может выглядеть как провокация. Но и это не важно. Из-за разного понимания термина «пространство» идут дискуссии не по теме, идут не обмены мнениями, а нечто иное. Вроде разговора на разных языках, где много одинаковых слов, но различного значения в каждом языке. На ряде форумов из-за взаимного непонимания не редкость откровенное хамство, оскорбления, переход на личности, «уничтожение» имеющих свое мнение. Этот форум приятное исключение.
Но «Словарь…» Ожегова не учебник, не руководство и не устав, а лишь «слепок» с реального разговорного языка. И с этим необходимо считаться, по моему мнению, и физикам – профессионалам, и математикам – профессионалам. А любителям физики и астрономии необходимо «забыть» о пространстве «по Ожегову» и постараться научиться «мыслить абстракциями». И вопросы о «крае» Вселенной, о ее «границах» перестанут «терзать». Вот вкратце мой опыт с «пространством».
Если у Вас все это «позади», рад за Вас. Тогда профессионалов Вы поймете быстро.

[Munin]

Sazan дал хороший ответ, так что сказанное не буду дублировать.

Но, раз вселенная расширяется 13.7 миллиардов лет, то она должна иметь конечный обьем, и раз она еще и плоская то должен иметь и границы. Как это возможно??? Что я не так понимаю??? Если плотность вселенной выше критической, то все ясно, обьем вселенной конечная, но кривизна такая, что вселенная наподобие трехмерной сферы, тогда и на самом деле нету границ. А что если вселенная плоская? Тогда по мне получается что она должна иметь границы. Но посколько "граница вселенной" это просто нонсенс, то тогда я хотел бы узнать, что же я неправильно понимаю.

Точно так же, как вы можете себе представить сферу - это математическая абстракция - вы можете себе представить и неограниченную плоскость. Это тоже математическая абстракция. Такая плоскость не имеет конечного объёма (в двумерном случае, площади), и не имеет границ. Вот такой себе и представляют плоскую Вселенную, точнее, её математическую модель. Необходимости представлять себе её объём и границы не возникает.

Если у вас затруднения с неограниченной плоскостью, вспомните из школьного курса числовую прямую. Она тоже неограничена: для любого числа можно взять число больше и число меньше. Используя числовую прямую, можно представить себе неограниченную числовую (координатную) плоскость.

Когда про такую плоскость говорят "расширяется", то подразумевают движение объектов, расположенных на этой плоскости, как на растягивающемся листе резины.

[Ara]

Sazan
Munin

Большое спасибо за ответы.

вы можете себе представить и неограниченную плоскость. Это тоже математическая абстракция. Такая плоскость не имеет конечного объёма (в двумерном случае, площади), и не имеет границ. Вот такой себе и представляют плоскую Вселенную, точнее, её математическую модель. Необходимости представлять себе её объём и границы не возникает.

Это я представить могу. Но мой вопрос скорее в другом. А именно как за конечное время может возникнуть такая бесконечная плоскость? Или как за конечное время материя может распространиться бесконечно?

[Ara]

Кстати лишь в одном месте я нашел определенный ответ на мой вопрос? Чарльз Линевивер и Тамара Дэвис "ПАРАДОKСЫ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА " Эсть там вот такое место

"Иногда космологи заявляют, что Вселенная когда-то была не больше грейпфрута, но они имеют в виду лишь ту ее часть, которую мы сейчас можем наблюдать. У обитателей туманности Андромеды или других галактик свои наблюдаемые вселенные. Наблюдатели, находящиеся в Андромеде, могут видеть галактики, которые недоступны нам, просто из-за того, что они немного ближе к ним; зато они не могут созерцать те, которые рассматриваем мы. Их наблюдаемая Вселенная тоже была размером с грейпфрут. Можно вообразить, что ранняя Вселенная была похожа на кучу этих фруктов, безгранично простирающуюся во всех направлениях. Значит, представление о том, что Большой взрыв был "маленьким", ошибочно. Пространство Вселенной безгранично. И как его ни сжимай, оно таковым и останется."

Отсюда многое понятно. Но тогда возникает новый вопрос. Как же быть с тем, что пространство возникло во время большого взрыва? И по мне противоречит следующему " Пространство Вселенной безгранично. И как его ни сжимай, оно таковым и останется."

[Munin]

В космологии не считают, что "пространство возникло во время Большого Взрыва". На протяжении всего Большого Взрыва - так называется длительный процесс от $t=0$ (условно) до некоторых больших $t$ - пространство уже было.

[VimanaPro]

Представив себе Вселенную де-Ситтера (1+2 типа), наполненную плазмой Планка, с экватором, равным 4*13,7 млрд.св.лет, вы легко сами сможете определить космологическую константу, плотность энергии вакуума и скорость расширения (суммарную плотность вселенной принять равной нулю).
P.S.Наблюдаемое пространство (в т.ч. и войды) возникает в результате флуктуаций в плазме Планка.
Отсутствие пространства означает отсутствие времени как одного из измерений пространства

[den]

Представив себе Вселенную де-Ситтера (1+2 типа), наполненную плазмой Планка, с экватором, равным 4*13,7 млрд.св.лет, вы легко сами сможете определить космологическую константу, плотность энергии вакуума и скорость расширения (суммарную плотность вселенной принять равной нулю).
P.S.Наблюдаемое пространство (в т.ч. и войды) возникает в результате флуктуаций в плазме Планка.
Отсутствие пространства означает отсутствие времени как одного из измерений пространства

О чем это Вы?

[VimanaPro]

Я отвечал на первый пост. Отрицание "плоской" вселенной. Рассмотрение актуальности супер симметричной замкнутой вселенной де-Ситтера с четырёхмерным пространством-временем постоянной кривизны.

[nefizik]

В космологии не считают, что "пространство возникло во время Большого Взрыва". На протяжении всего Большого Взрыва - так называется длительный процесс от $t=0$ (условно) до некоторых больших $t$ - пространство уже было.

а до t=0?
все-таки представить вселенную, рождённую в точке, легче, чем сразу возникновение бесконечного пространства.