Я думаю , что источник путаницы между этими двумя понятиями - сингулярностью Больших Взрыва и бесконечной Вселенной - это неправильное представление о том , что Вселенная началась как конечный простор первоначально. Это неправильное представление легко возникает из аналогий с использованием современной логики и чисел, которые не были применимы в ранней вселенной. Например, я слышал, что вскоре после Большого взрыва вся наблюдаемая вселенная была размером с грейпфрут, но в этом объяснении не упоминается, что грейпфруты были бы тогда намного больше.
Проблема в том, что пространство - это место, где мы можем измерить размер чего-либо, но пространство расширяется, поэтому нечто, находящееся на определенном расстоянии в настоящее время, было намного ближе давным-давно, даже если ни один объект не двигался в обычном смысле. В качестве аналогии, чтобы помочь проиллюстрировать эффект:
Мы с тобой стоим на нелепо большом спущенном воздушном шаре. Вы устанавливаете метку, делаете отметки на воздушном шаре на каждом конце, и каждый из нас стоит на одной отметке и теперь находится на расстоянии одного метра. Затем я включаю насос и начинаю надувать воздушный шар. Когда воздушный шар надувается, поверхность растягивается, и вы и я, кажется, отдаляемся друг от друга, хотя мы не «движемся» (например, удаляемся друг от друга): теперь у нас есть противоречивые наборы информации, которые следует рассмотреть; в соответствии с отметками на поверхности воздушного шара мы все еще на расстоянии одного метра, но согласно метке в вашей руке (которая не расширяется) расстояние больше, чем это.
Обратите внимание, что хотя я и назвал воздушный шар «нелепо большим», он мог быть бесконечно большим и при этом вести себя так же. Я подчеркиваю это, потому что я видел в комментариях к другим ответам, что вы не видите, как пространство может быть как бесконечным, так и расширяющимся - что если оно расширяется, то оно должно быть ранее конечным. Это неверно: на самом деле, поскольку бесконечность - это качество неограниченности, то, что бесконечно велико, всегда может стать больше, потому что по определению не существует верхней границы его размера.
Также обратите внимание, что если вы записали предыдущую аналогию в обратном порядке, может показаться, что пространство сокращается так, что расстояние между нами на несколько метров со временем уменьшается до одного метра. Если вы продолжите сокращать вселенную таким образом, это в конечном итоге станет причиной того, что есть нольрасстояние между нами. И если вы примените это к сценарию, где есть люди, бесконечно распределенные по всему воздушному шару, все они будут сближаться, когда воздушный шар спущен, пока не будет нулевого расстояния между любыми двумя людьми ... в теории, по крайней мере, так как реально люди имеют размер. Однако энергия и пространство не имеют размера, поэтому в момент Большого взрыва пространство все еще было бесконечным (поскольку бесконечное / неограниченное пространство не может сузиться до конечного / ограниченного размера), но расстояние между любыми двумя точками в пространстве было равно нулю. ,
Поэтому, если бы вы могли вернуться назад во время Большого взрыва, вы бы увидели бесконечный океан энергии, поскольку вся энергия была «плечом к плечу» (бесконечно плотной), но она быстро расширяется (и, следовательно, охлаждается) до точки что основные частицы могут образоваться, затем материя и молекулы. Конечно, поскольку ваш размер будет зависеть от метрики пространства, это не обязательно будет означать, что пространство расширяется, а просто, как энергия и вещество охлаждаются. Фактически мы все еще видим это как эффект пространственного расширения в красном смещении света от отдаленных источников: свет "остывает" или теряет энергию на этом пути, потому что он растягивается в своем путешествии в пространстве.