Curvatura del Universo

Curvatura del universo

`` Sólo dos cosas son infinitas, el universo y la estupidez humana - y no estoy seguro acerca de la primera''-. Albert Einstein

Principales conceptos
A gran escala, el universo es aparentemente homogéneo e isotrópico.
El universo podría ser positiva o negativamente curvo, pero es probablemente plano.
La curvatura a gran escala del universo está determinada por sudensidad.

(1) a gran escala, el universo es aparentemente homogéneo e isotrópico.
Primer supuesto de la cosmología: el universo es homogéneo a gran escala. ``''Homogéneo simplemente significa que todas las regiones del universo son más o menos lo mismo que cualquier otra región, no hay lugares especiales. A pequeña escala, el universo es, obviamente, no es homogéneo , sino que está lleno debultos.Las estrellas son mucho más densas que el medio interestelar. Las galaxias son mucho más densas que el medio intergaláctico. Incluso los supercúmulos son más densos que los espacios vacíos entre ellas. Sin embargo, en escalas mayores que los supercúmulos y vacíos (> 100 Mpc), el universo es homogéneo finalmente. La densidad media de materia dentro de una esfera de radio de 100 Mpc es la mismaque la densidad media de cualquier otra esfera del mismo tamaño.
El segundo supuesto de la cosmología: el universo es isotrópico a gran escala. ``''Isotrópico significa simplemente que todas las direcciones en el universo es más o menos lo mismo que cualquier otra dirección, no importa tu forma de ver, será el mismo punto de vista. A pequeña escala, el universo es, obviamente, anisotrópico;existen direcciones preferentes. Mira hacia abajo y se ve la roca, mira hacia arriba y ver el cielo. Mirar hacia el Cúmulo de Virgo y ves un montón de galaxias, la mirada de la de racimo de Virgo y se ve menos galaxias. Sin embargo, en escalas mayores que los supercúmulos y vacíos (> 100 Mpc), el universo es isotrópico finalmente.
Otro supuesto de la cosmología (y de todos los campos de la ciencia)es que las leyes de la física son universales , es decir, que son los mismos en todas partes del universo. Por ejemplo, se supone que la tercera ley de Kepler se aplica a millones de galaxias binarias de años luz de distancia, tan bien como se aplica a los planetas del Sistema Solar.

Combine los supuestos de homogeneidad, isotropía, y la universalidad, y obtendra el principio cosmológico . Elprincipio cosmológico que en escalas grandes (> 100 Mpc), el universo se ve igual desde todos los puntos de vista. En particular, aquí en la Tierra no estamos en una posición especial en el universo (tonos de Copérnico!) El principio cosmológico, de ser cierto, implica que el universo no puede tener una esquina o un centro. Un observador en el borde del universo tendria una visión muy diferente deun observador en el centro del universo, lo que viola el principio cosmológico.

(2) El universo podría ser positiva o negativamente curvo, pero es probablemente plano.
Einstein nos dijo, en su teoría de la relatividad general, que a pequeña escala, el espacio es ``''hoyuelos por los objetos masivos tales como estrellas, galaxias o cúmulos de galaxias. A gran escala, sin embargo, en lossupuestos de homogeneidad e isotropía que se aplican, el espacio debe tener el mismo promedio de curvatura en todas partes.
Considere la analogía de una hormiga vagando por la superficie de una naranja. La hormiga se encontrará con pequeños hoyuelos local (los poros de la naranja), pero si la hormiga camina lo suficiente, descubrirá que la naranja es esférica en promedio. 
En gran escala,hay tres posibilidades para la curvatura media del espacio.

Primera posibilidad: El espacio es PLANO
El análogo de dos dimensiones para el espacio plano es un plano (se muestra a continuación). 

En un plano, y en un espacio plano, se aplican las leyes estándar de la geometría plana: por ejemplo, la suma de los vértices de un triángulo es igual a 180 grados. Un avión tiene un área infinita, de manera...