Creo que la fuente de confusión entre los dos conceptos, la singularidad del Big Bang y un universo infinito, es la idea errónea de que el universo comenzó originalmente como una extensión finita. Este concepto erróneo surge fácilmente de las analogías que utilizan la lógica y los números actuales que no eran aplicables en el universo primitivo. Por ejemplo, escuché decir que poco después del Big Bang, todo el universo observable era del tamaño de una toronja, pero esa explicación no menciona que las toronjas habrían sido mucho más grandes entonces.
El problema es que el espacio es donde podemos medir qué tan grande es algo, pero el espacio se expande, por lo que algo que está a cierta distancia actualmente estaba mucho más cerca hace mucho tiempo, incluso si ninguno de los objetos se ha movido en el sentido normal. Como analogía para ayudar a ilustrar el efecto:
Tú y yo estamos parados en un globo desinflado enormemente grande. Pones un medidor, haces una marca en el globo en cada extremo y cada uno se para en una marca y ahora estamos a un metro de distancia. Luego enciendo una bomba y empiezo a inflar el globo. A medida que el globo se infla, la superficie se estira y usted y yo parecemos estar más lejos el uno del otro, aunque no nos estamos 'moviendo' (por ejemplo, alejándonos el uno del otro): ahora tenemos que considerar conjuntos de información contradictorios; De acuerdo con las marcas en la superficie del globo, todavía estamos a un metro de distancia, pero de acuerdo con el medidor en la mano (que no se expande) la distancia es mayor que eso.
Tenga en cuenta que si bien llamé al globo "absurdamente grande", podría haber sido infinitamente grande y seguir comportándose de la misma manera. Lo señalo porque he visto en los comentarios sobre otras respuestas que no se ve cómo el espacio podría ser tanto infinito como expansivo; que si se está expandiendo, entonces debe haber sido previamente finito. Eso es incorrecto: de hecho, porque el infinito es la cualidad de la ilimitación, algo que es infinitamente grande siempre puede hacerse más grande, porque por definición no hay límite superior en su tamaño.
Tenga en cuenta también que si grabó la analogía anterior al revés, parecería que el espacio se estaba reduciendo de tal manera que una distancia de varios metros entre nosotros se redujo con el tiempo a un metro. Si continúa reduciendo el universo de tal manera, eventualmente se convierte en el caso de que hay cerodistancia entre nosotros Y si aplica eso a un escenario donde hay personas distribuidas infinitamente a través del globo, todos se acercarían a medida que el globo se desinflaba, hasta que hubiera una distancia cero entre dos personas ... en teoría, al menos, desde real Los seres humanos tienen tamaño. Sin embargo, la energía y el espacio no tienen tamaño, por lo que en el punto del Big Bang, el espacio seguía siendo infinito (ya que un espacio infinito / ilimitado no puede reducirse para convertirse en finito / limitado) pero la distancia entre dos puntos en el espacio era cero .
Entonces, si pudieras regresar en el tiempo al Big Bang, verías un océano infinito de energía, ya que toda la energía era "hombro con hombro" (infinitamente densa) pero se expande rápidamente (y por lo tanto se enfría) hasta el punto que pueden formarse partículas básicas, luego materia y moléculas. Por supuesto, dado que su tamaño dependería de la métrica del espacio, no necesariamente parecería que el espacio se estuviera expandiendo, sino simplemente como si la energía y la materia se estuvieran enfriando. De hecho, todavía vemos esto como un efecto de expansión espacial en el desplazamiento al rojo de la luz de fuentes distantes: la luz se "enfría" o pierde energía en el camino porque se extiende en su viaje a través del espacio.