Myślę, że źródłem nieporozumień między tymi dwoma pojęciami - osobliwości Big Bang i nieskończonego wszechświata - jest to błędne przekonanie, że wszechświat rozpoczął jako skończonej przestrzeni pierwotnie. To nieporozumienie łatwo wynika z analogii wykorzystujących dzisiejszą logikę i liczby, które nie miały zastosowania we wczesnym wszechświecie. Słyszałem na przykład, że krótko po Wielkim Wybuchu cały obserwowalny wszechświat był wielkości grejpfruta, ale to wyjaśnienie nie wspomina o tym, że grejpfruty byłyby wtedy znacznie większe.
Problem polega na tym, że przestrzeń jest miejscem, w którym możemy zmierzyć, jak duże jest coś, ale przestrzeń się rozszerza, więc coś, co jest obecnie w pewnej odległości, było dawno temu znacznie bliżej, nawet jeśli żaden obiekt nie poruszył się w normalnym znaczeniu. Jako analogia, aby pomóc zilustrować efekt:
Ty i ja stoimy na niedorzecznie dużym opróżnionym balonie. Odstawiasz drążek miernika, zaznaczasz balon na każdym końcu, a my stoimy na jednym znaku i jesteśmy teraz w odległości jednego metra. Potem włączam pompę i zaczynam pompować balon. W miarę nadmuchiwania balonu powierzchnia się rozciąga, a ty i ja wydajemy się oddalać od siebie, chociaż nie ruszamy się (np. Oddalamy od siebie): teraz mamy do rozważenia sprzeczne zestawy informacji; zgodnie ze znakami na powierzchni balonu jesteśmy nadal w odległości jednego metra od siebie, ale zgodnie z miernikiem w dłoni (który się nie rozszerza) odległość jest większa.
Zauważ, że chociaż nazwałem balon „niedorzecznie dużym”, mógł on być nieskończenie duży i nadal zachowywać się w ten sam sposób. Zwracam na to uwagę, ponieważ widziałem w komentarzach do innych odpowiedzi, że nie widzisz, jak przestrzeń może być zarówno nieskończona, jak i rozszerzająca się - że jeśli się rozszerza, to musi być wcześniej skończona. To nieprawda: w rzeczywistości, ponieważ nieskończoność jest cechą nieograniczoną, coś, co jest nieskończenie duże, zawsze może być większe, ponieważ z definicji nie ma górnej granicy jego wielkości.
Zauważ też, że jeśli zapisałeś wcześniejszą analogię w odwrotnej kolejności, wyglądałoby na to, że przestrzeń kurczy się tak, że odległość kilku metrów między nami zmniejsza się z czasem do jednego metra. Jeśli nadal będziesz zmniejszać wszechświat w taki sposób, ostatecznie stanie się tak, że będzie zeroodległość między nami. A jeśli zastosujesz to do scenariusza, w którym ludzie są nieskończenie rozmieszczeni w balonie, wszyscy zbliżą się do siebie, gdy balon się opuści, dopóki nie będzie zerowej odległości między dowolnymi dwoma osobami ... przynajmniej teoretycznie, ponieważ prawdziwe ludzie mają rozmiar. Energia i przestrzeń nie mają jednak rozmiaru, więc w punkcie Wielkiego Wybuchu przestrzeń była wciąż nieskończona (ponieważ przestrzeń nieskończona / nieograniczona nie może się skurczyć, by zostać skończona / ograniczona), ale odległość między dowolnymi dwoma punktami w przestrzeni wynosiła zero .
Gdybyś mógł cofnąć się w czasie do Wielkiego Wybuchu, zobaczyłbyś nieskończony ocean energii, ponieważ cała energia była „ramię w ramię” (nieskończenie gęsta), ale szybko się rozszerza (a zatem ochładza) do tego stopnia, że że mogą tworzyć się podstawowe cząsteczki, a następnie materia i cząsteczki. Oczywiście, ponieważ twój rozmiar zależałby od metryki przestrzeni, niekoniecznie wyglądałoby na to, że przestrzeń się rozszerza, ale po prostu jakby energia i materia stygły. W rzeczywistości nadal postrzegamy to jako efekt przestrzennej ekspansji podczas przesunięcia ku czerwieni światła z odległych źródeł: światło „ochładza się” lub traci energię po drodze, ponieważ jest rozciągane podczas podróży przez przestrzeń.