Alter des Universums und die Singularität beim Urknall

Genau genommen gibt die FLRW-Metrik nicht an, dass die Zeit mit dem Urknall beginnt. Es gibt nur an, dass der Urknall ein singulärer Punkt ist, sodass es unmöglich ist, eine geodätische Zeit nach dem Urknall analytisch fortzusetzen.

Wenn es zur Verdeutlichung beiträgt, passiert genau dasselbe, wenn ein Objekt in ein Schwarzes Loch fällt. Eine Geodäte, die den Horizont kreuzt, muss die Singularität erreichen und kann nicht analytisch in der Zeit über die Singularität hinaus fortgesetzt werden. Daher die in der populärwissenschaftlichen Presse verbreitete Behauptung, dass die Zeit im Zentrum eines Schwarzen Lochs stoppt, genauso wie behauptet wird, dass die Zeit beim Urknall begonnen hat. Beide Aussagen sind nicht besonders hilfreich.

In beiden Fällen ist die Eigenlänge der Geodätischen endlich. Denn die verstrichene Zeit für einen Beobachter auf der Geodätischen ist einfach die Länge dividiert durch$c^2$Das bedeutet, dass die Zeit vom Urknall bis jetzt endlich ist, genauso wie die richtige Zeit, um die Singularität in einem Schwarzen Loch zu treffen, endlich ist.

Unter Verwendung des Standardmodells der Kosmologie berechnen wir die Hubble-Zeit, um eine Schätzung des Alters des Universums zu erhalten .

Ja, 13,8 Milliarden Jahre. Aber IMHO gibt es ein diskussionswürdiges Problem, das mit etwas zu tun hat, das John in einer anderen Antwort gesagt hat : "Ein entfernter Beobachter sieht fallende Objekte langsam, wenn sie sich dem Ereignishorizont nähern und sich am Horizont asymptotisch der Geschwindigkeit Null nähern . " Es hängt damit zusammen, dass die "Koordinaten"-Lichtgeschwindigkeit am Ereignishorizont Null ist.

Dieses Modell geht von einem Zeitbeginn in der Vergangenheit aus. Aber dieser Punkt ist eine echte Singularität in dem Sinne, dass er immer noch eine Singularität ist, selbst wenn wir zu einem anderen Koordinatensystem wechseln.

Ich bin zuversichtlich, dass sich das Universum ausdehnt, ich kann nicht verstehen, warum Einstein es nicht vorhergesagt hat. Aber ich bin mir nicht sicher, ob das Universum als eine Punkt-Singularität begann.

Somit kann dieses Ereignis in der Raumzeit auf keinem Weg erreicht werden. Geodäten enden einfach dort. Man kann sogar feststellen, dass der Beginn der Zeit kein Punkt der Mannigfaltigkeit ist und ihr nicht zugehört.

Die Sache ist die, dass man dasselbe sogar über das Überschreiten des Ereignishorizonts sagen könnte. In Kevin Browns Formation and Growth of Black Holes können Sie Folgendes lesen: „In diesen beiden Interpretationen stellen wir fest, dass ein Objekt in die zukünftige Unendlichkeit (der Schwarzschild-Koordinatenzeit) geht, wenn es sich einem Ereignishorizont nähert, und seine Eigenzeitrate als eine Funktion der Koordinatenzeit geht gegen Null" . Die gegebene Erklärung besagt, dass der Ereignishorizont eher ein Koordinatenartefakt als eine echte Singularität ist, und es gibt kein Problem, über die zukünftige Unendlichkeit hinauszukommen. Aber IMHO ist die Frage, die man sich stellen muss: Ist es schon da? Und die Antwort ist nein . Es ist immer nein. Daher bevorzuge ich den gefrorenen SternDeutung. Kevin Brown bezieht sich darauf, mag es aber nicht. Einige Kosmologen wissen nicht einmal davon. Aber ich denke, es ist richtig und sagt uns etwas über das expandierende Universum. Und Inflation, aber das ist eine für einen anderen Tag.

Die Frage ist nun, wie ist es möglich, ein endliches Alter des Universums abzuschätzen, obwohl der Beginn der Zeit eine Singularität im Unendlichen ist und nicht einmal in der Topologie der Raumzeit enthalten ist?

Vergleichen Sie das expandierende Universum damit, sich vom Ereignishorizont zu entfernen. Vergessen Sie die Schwerkraft, tauschen Sie Raum gegen Zeit und machen Sie sich zum gedankenen Beobachter. Am Ereignishorizont unterliegen Sie einer unendlichen Zeitdilatation, Ihre Uhr tickt nicht. Wenn Sie sich entfernen, beginnt Ihre Uhr zu ticken und läuft immer schneller. Aber du merkst nicht, dass es schneller läuft, weil du auch schneller läufst. Und jetzt sind Sie hier und Ihre Uhr zeigt 13,8 Milliarden Jahre an. Aber ich bin wie der gedankenferne Beobachter. Ich habe Sie aus der Sicht meines Gottes beobachtet und meine Uhr zeigt 13,8 Billionen Jahre an. Oder mehr. Vielleicht noch viel mehr, wenn Sie verstehen, was ich meine.

Dieser Punkt liegt im Unendlichen, und wenn wir in die Vergangenheit reisen, nähern wir uns ihm asymptomatisch, obwohl wir einen Anfang und ein endliches Zeitalter angenommen hatten. Ist das nicht ein Widerspruch?

Ich glaube nicht. Ihre eigentliche Zeit ist endlich. Es sind 13,8 Milliarden Jahre. Aber es könnte eine andere richtige Zeit geben, die es nicht ist.