Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Hallo Leute,
ich habe mir ein paar Gedanken zur Unendlichkeit des Universums gemacht und würde mich freuen, wenn ich dazu ein paar fundierte Meinungen bekommen könnte.
...da ich sonst nur in meiner eigenen Gedankensuppe rumdümpel ;)

Habe so verständlich wie möglich geschrieben und werde alle Fragen zu Unklarheiten beantworten.



Das Universum, was liegt dahinter?
Wo ist das Ende?

Das Universum ist unendlich.
Aber wie können wir uns das vorstellen.
Wir wissen, dass ein Kreis eine gewisse Unendlichkeit besitzt.
In der Anzahl seiner Ecken, der Kreiszahl Pi und wir können ihn unendlich oft abschreiten ohne an ein Ende zu kommen.
Also was ist hinter dem Ende einer Kreislinie?
...Der Anfang der Kreislinie.
Was heißt das jetzt für unser 3D Universum?

Stellen wir uns eine umgestülpte Kugel vor.
Das heißt, der Mittlepunkt, mit allen seinen Eigenschaften liegt da, wo vorher der Rand war und der Rand ist da wo vorher der Mittelpunkt war.
Das deutsche Wort „Mittelpunkt“ sagt uns eindeutig; „Mitte“ und „Punkt“.
Daher ist Abstraktionsvermögen gefragt um sich einen Punkt über die gesamte „Oberfläche“ vorzustellen.

Die Konsequenz daraus:
Wenn man in eine klassische Kugel immer weiter hinein geht und den Mittelpunkt überschreitet geht man wieder vom Mittelpunkt weg zum Rand.
Wenn man versuchen würde eine umgestülpte Kugel zu verlassen und deren Oberfläche(Mittelpunkt) durchschreiteten könnte, geht man wieder in sie hinein.

Das Universum ist ein in sich selbst geschlossener Raum.

Seit dem Urknall dehnt sich das Universum in sich selbst hinein aus.
Das heißt, dass immer mehr Masse im außen liegendem Mittelpunkt konzentriert wird.
Mit der Zunahme der Masse steigt auch die Gravitation, bis das Universum implodiert(Endknall)

Je mehr Masse ein Körper hat desto höher ist seine Gravitation.
Gravitation sorgt für Raum-Zeit-Krümmung.
...Je mehr Gravitation, desto gekrümmter.

Je mehr Masse im außenliegendem Mittelpunkt ist, desto höher ist die Gravitation des Mittelpunktes.
Daher entsteht mehr Raum im Mittelpunkt in den sich das Universum hinein ausdehnen kann.
Ein sich selbst beschleunigender Prozess.
Daher dehnt sich das Universum immer schneller aus.

Wenn die Gravitation so hoch ist, dass das Universum implodiert(Endknall) tauschen der außenliegende Mittlepunkt mit dem innenliegendem Rand.

Aus der Implosion (Endknall) wird eine Explosion (Urknall).
Endknall=Urknall
Und das Universum dehnt sich wieder in sich selbst hinein zum außenliegenden Mittlepunkt aus.

In der Differenzialrechnung der Mathematik wird der Sprung von unendlich klein zu unendlich groß bei diversen Funktionen als Polstelle bezeichnet.
Er ist mathematisch nicht definiert und man kann sich ihm nur durch Grenzwertberechnung annähern.

Wenn man die Ausdehnung des Universums als Funktion darstellen würde,
dann währe beim Endknall/Urknall eine Polstelle, an der die Ausdehnung von unendlich groß zu
unendlich klein wechselt.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Willkommen im Forum!

Dann will ich mal darauf eingehen.
Da muss man nicht Abstraktionsvermögen fordern, sondern etwas mehr Klarheit in der Argumentation, Begriffswahl und Vorstellungswelt.
Wenn man mit dem Kreis (S1) beginnt, dann ist die logische Erweiterung auf 2 Dimensionen S2, also die Kugeloberfläche. Diese hat genau die Eigenschaft, die du benennst. Die Erweiterung auf 3 Dimensionen heißt sinnigerweise S3, braucht Abstraktionsvermögen und ist tatsächlich die postulierte Form des Raums in den kompakten Universumsmodellen mit "trivialer Geometrie".

Was hast du also gegen S3?

Den Rest lasse ich vorerst mal unkommentiert, das hört sich sehr unausgegoren und an der Haaren herbeigezogen an. Außerdem sind die Stellen, wo du Wissenschaft zitierst, ziemlich fehlerbehaftet.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Was ist das für ein Bobges? Nach deiner Logik müsste dann mehr Masse = mehr Zeit sein. Und mehr Raum klingt alleine vom Standpunkt der Formulierung weiter hergeholt als die Behauptung die DM würde Deutschland gut tun :D
Wenn du auf ein Gummituch eine Kugel legst, dann dehnt sich das Tuch, aber es wird nicht mehr. Theoretisch müsste dann jeder Stern, der stirbt, den Raum verkleinern, weil dieser dann ja weg ist. Tut der aber nich ...

Und noch ein Fehler in deiner Logik:
Du hast einen Mittelpunkt, fein. Aber denke einmal nach: Wo ist dieser Mittelpunkt? Und wenn das Universum ein in sich geschlossener Raum ist, könnten wir das auf unsre Erde "übertragen", um sich das mal bildlich vorzustellen. E volá wir haben keinen Mittelpunkt auf der Erde, weil von jedem Standpunkt aus der Mittelpunkt der Erde sein kann. Ich denke mal, wenn unser fantastisches Universum eine Fläche wäre (in sich geschlossen) hätten wir das gleiche Problem.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Wenn ich "kompaktes Universumsmodell mit trivialer Geometrie" google finde ich da nur uneren Eintrag hier in diesem Forum.
Meinst Du das Universumsmodell mit expandierendem Universum mit kosmischen Sphären?

"unausgegoren" ...Ja, deshalb habe ich mir hier in diesem Forum angemeldet um es weiter zu gären.

"an den Haaren herbei gezogen" ..Ja, deshalb steht das bei "Theorien jenseits der Standardphysik"

Ich will aber auf dein "etwas mehr Klarheit in der Argumentation, Begriffswahl und Vorstellungswelt." eingehen.....weiter unten.

Zitate von: The-Theorist:
"Theoretisch müsste dann jeder Stern, der stirbt, den Raum verkleinern, weil dieser dann ja weg ist. Tut der aber nich ... "

Na wo ist der denn hin, dein Stern?
Das was vorher Stern war, liegt dann doch einfach nur in anderer Form vor.
Als Sterntrümmer, Staub, Energie etc.
Aus deiner großen Kugel, die das Gummituch dehnt sind doch nur viele kleine Kugeln geworden.


Zitate von: The-Theorist:
"Du hast einen Mittelpunkt, fein. Aber denke einmal nach: Wo ist dieser Mittelpunkt?"

Das hatte ich bereits in meinem ersten Beitrag geschrieben:
Zitat aus meinem ersten Beitrag:
"Stellen wir uns eine umgestülpte Kugel vor.
Das heißt, der Mittlepunkt, mit allen seinen Eigenschaften liegt da, wo vorher der Rand war und der Rand ist da wo vorher der Mittelpunkt war."


Zurück zum Thema:

ich nehme jetzt mal das Gummituchmodell.
Ich habe jetzt also mein Gummituch.
Und auf diesem Gummituch habe ich viele kleine Kugeln...unsere Sterne.
Und jetzt lege ich eine große Bowlingkugel in die Mitte.
Was passiert?
Alle kleinen kugeln rutschen zur großen Kugel in den Trichter, desto mehr Kugeln im Trichter sind, desto mehr wird das Gummiband gedehnt und desto größer wird der Trichter, und desto mehr Kugeln fallen zu der Bowlingkugel bis irgendwann alle Kugeln in einem Trichter sind.

Das was ich meinte mit "Daher entsteht mehr Raum im Mittelpunkt in den sich das Universum hinein ausdehnen kann."
...ja, unglücklich formuliert.

Jetzt kann ja einer komm und sagen:
HALT, STOP! Junge, schau! Die Planeten stürzen ja auch nicht in die Sonne.

Stimmt!

ABER:
Bevor man festgestellt hat, dass das Univerum immer schneller auseinander driftet war man der Meinung, dass sich das Universum auf Grund der der Anziehungskraft der massebehafteten Körper zusammen ziehn müsste.
War das einfach nur "Bobges"?

Wenn sich also das Universum "normalerweise" auf Grund der Gravitaion zusammen ziehen müsste.
Und wir aber beobachtet haben, dass es sich immer schneller Ausdehnt.
Dann ist doch mein Vorschlag, die Geometrie des Universum anders anzunehmen, um beide Punkte zu vereinigen gar nicht so abwegig.

...ich denke ich habe das Wort "Geometrie des Universum" wahrscheinlich wieder total falsch benutzt.
Aber bitte beachtet:
Wenn ich das Wort "Pferd" nicht kenne und um es zu beschreiben, ein Pferd mit einem blauen Stift skizziere, will ich damit NICHT sagen; "Alle Pferde sind blau!".

Ihr könnt mich gerne auf falschen Fachterminus hinweisen und ich werde ihn, so gut ich kann verbessern, aber bitte ignoriert nicht die Kernaussage, die ich mit euch zu durchdenken versuche.

zurück zum Thema:
Wir haben unser Gummituch-Universum...stellen wir uns eine Gummituch-Scheibe vor.
Und jetzt tritt dieser "Bowlingkugel-Effekt" nicht in der Mitte, sonder am Rand auf.
Dann würden doch alle Kugel in diesen (Halb-)Trichter am Rand rein rutschen, der Trichter würde immer größer werden und immer mehr Kugeln wurden immer schneller dort hinein rutschen.

Jetzt will ich noch "an den Haaren herbei gezogen"-es dazu ergänzen.

Jetzt hängen also die Ränder unserer Gummituchscheibe runter.
Und jetzt auf Grund der Anziehung in diesen Trichterböden ziehn sich diese an und
aus unserer Gummituch-Scheibe wird eine Gummituch-Kugel.
Mit einem Punkt wo sich alle Massekörper sammeln.
Und zurück in unserem dreidimensionalem Universum würde dieser Punkt "außen" liegen.
Daher dehnt sich das Univesum auf Grund seiner Geometrie und der Anziehnung seiner Gravitationskörper immer schneller aus.

Wenn also unser Gummituch eine Kugel bildet:
1. ist das Universum isotrop und es sieht von jedem Punkt gleich aus.
2. ist das Univerum in sich selbst geschlossen.
-also, wenn ich lange genug in eine Richtung fliege müsste ich wieder in unserem Sonnensystem ankommen.
-Wir brauchen also nur son Kolumbus, der die Reise unternimmt und wenn der wieder hier ankommt, wäre das der Beweis, dass ich recht habe.


Wobei das meiner Meinung nach auch nur ein Zyklus sein kann, sonst ist ja weider die Frage; "Was passiert danach und davor?"

Also Zusammenfassung:
Urknall, unser Gummituch breitet sich aus.
Auf Grund der Gravittation und der Geometrie sammelt sich die Masse immer schneller am "Rand"...dieser "hängt" immerweiter runter und zieht sich dann "unten" immerweiter zusammen bis das Gummituch eine Kugel bildet.
Dann ist die Masse in einem Punkt vereinigt. -und Knall.
Wieder mal Urknall und das Gummituch breitet sich erneut aus.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Klingt ziemlich abenteuerlich. Ich denke nicht, dass die beschleunigte Expansion irgendwas mit Geometrie zu tun hat.

Die dunkle Energie als Vakuumenergie oder der Wirkung eines Skalarfeldes anzusehen (so zumindest bei Wiki zu lesen), erscheint mir da einleuchtender, auch ohne die Details verstanden zu haben.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Zitat Marco Polo;
"Klingt ziemlich abenteuerlich."

Ja, aber die Erde ist rund und keine Scheibe klang damals auch ziemlich abenteuerlich.
Auch wenn es in der Physik nicht darum geht, was mir gefällt.
Aber die Aussage,
dass "wenn ich immer in eine Richtung fliege, komme ich wieder hier in unserem Sonnensystem an."
hat einen gewissen Reiz. Oder?
Warum soll das was für unsere Erdoberfläche gilt nicht auch eine Dimension höher für unser Universum(mit den Besonderheiten auf Grund anderer Beschaffenheit) gelten?
Wenn ich auf der Erde immer in eine Richtung laufe, komme ich auch wieder da an, wo ich angekommen bin.

Zitat Marco Polo;
"Die dunkle Energie als Vakuumenergie oder der Wirkung eines Skalarfeldes anzusehen (so zumindest bei Wiki zu lesen), erscheint mir da einleuchtender"

Wenn jetzt die Dunkle Energie unser Univerum auseinander treibt und das nun auch noch beschleunigt vorgeht. dann muss doch Energie aufgewendet werden, weil sich doch die Bewegungsergie der Körper erhöht.
Seh ich das Falsch?
Wo soll die herkommen?

Wenn ich das auf die Geometrie zurück führe, kann es sich energiefrei beschleunigt bewegen.


Ich wäre froh wenn ihr die einzelnen Begründungen, bzw. Gedankenmodelle von mir ein bisschen zerrupfen könntet.

Haut das hin mit dem "Bowlingkugel-Effekt"?

Leben wir in einem Schwarzen Loch?
 

Ich habe die Hypothese schon mal von einem renommierten Physiker gehört, wenn ich mich richtig erinnere. BTW: Meine, sie auch schon mal von jemand hier im Forum gehört zu haben. (Müsste in beiden Fällen den Namen zuerst suchen bei Interesse, wobei ich das nur im 1. Fall machen würde. ;))

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Nach Lage der Daten kann es sich bei dieser Energie auch die Kosmologische Konstante handeln. Bei Wikipedia findest etwas über die Friedmann Gleichungen, die Lösungen der Einstein'schen Feldgleichungen sind. Man sieht hier relativ einfach (Mathe der Mittelstufe), daß diese Konstante abstoßende Gravitation bewirkt. Ihre Annahme ist ,wie erwähnt, mit der Beobachtung der beschleunigten Expansion vereinbar. Insofern muß man - auch wenn die Natur dieser Energie nicht bekannt ist (man nimmt an, daß es sich um eine Vakuumenergie handelt) - keine abenteuerlichen unphysikalische Modelle ausdenken.

Schau dir das mal an, mit der Chance dann über das Stadium "an den Haaren herbeigezogen" hinauszuwachsen.

AW: Leben wir in einem Schwarzen Loch?
 

Das wäre total gut, wenn du mir da einen Namen geben könntest von einem, der das ganze schon mal wissenschaftlich durchdacht hat!!

Interesse ist da :)

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Danke, ich habe die Chance ergriffen.

Zitat aus Wikipedia zu Friedmann Gleichung:
"Die Gleichungen sagen in Abhängigkeit von der totalen Energiedichte verschiedene Werte für die Krümmung der Raumzeit voraus (entsprechend den Werten -1, 0 oder 1 für k in obigen Gleichungen):

1.Modell: Die Energiedichte des Universums ist größer als die kritische Energiedichte (siehe unten). Dann ist die Krümmung der Raumzeit positiv ( k = 1 ) das Universum „sphärisch“ (ein zweidimensionales Analogon wäre die Oberfläche einer Kugel). Ein solches sphärisches Universum ist übrigens auch geschlossen: Obwohl unbegrenzt wäre es nur endlich groß. Wer lange genug in eine Richtung läuft, kommt irgendwann zu seinem Ausgangspunkt zurück."

Das ist doch genau DAS, was ich vorher "an den Haaren herbeigezogen" habe.

Des weiteren steht da, dass das Universum aber auf Grund von Beobachtungen flach ist also das 2.Modell (k=0).
Also es nicht diesem 1.Modell (k=1) entspricht.

Also auch genau DAS, was ich geschrieben habe, mit -am Anfang ist es flach- und wird dann erst zur geschlossenen Kugel.

Unser Universum ist doch erst 13,7 Milliarden Jahre alt.
Was spricht dagegen, dass sich die Energiedichte und damit, die Krümmung der Raumzeit ändert?

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Nicht wirklich.

Schau dir nochmal den Beginn des Artikels an. Dann wirst du erkennen, daß deine Vorstellungen über das Universum als Ganzes falsch sind. Jedenfalls insofern, als sie den Annahmen zur Herleitung der Friedmann Gleichungen, die die Dynamik der Entwicklung des Universums beschreiben und durch die Beobachtung ziemlich unumstritten sind, widersprechen.
Dann erklär mal, wie du aus einer unendlich ausgedehnten Ebene eine Kugel mit endlichem Volumen machst. In beiden Fällen stehen die 2-D Flächen für den Raum, was der Vorstellung entgegen kommt.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Du legst ganz schön viel Wert auf rumzicken.


Zitat aus meinem ersten Beitrag:
"Das heißt, der Mittlepunkt, mit allen seinen Eigenschaften liegt da, wo vorher der Rand war und der Rand ist da wo vorher der Mittelpunkt war.
Das deutsche Wort „Mittelpunkt“ sagt uns eindeutig; „Mitte“ und „Punkt“.
Daher ist Abstraktionsvermögen gefragt um sich einen Punkt über die gesamte „Oberfläche“ vorzustellen."

Also wenn unser Universum eine einfache endliche Kugel wäre, wäre dahinter nichts.
Wenn es in sich geschlossen ist kann man ewig hin durchfliegen und das wäre dann die Beschreibung von mir und Friedmann mit Modell (k=1)

Zitat aus Wikipedia:
"Dann ist die Krümmung der Raumzeit positiv ( k = 1 ) das Universum „sphärisch“ (ein zweidimensionales Analogon wäre die Oberfläche einer Kugel). Ein solches sphärisches Universum ist übrigens auch geschlossen: Obwohl unbegrenzt wäre es nur endlich groß. Wer lange genug in eine Richtung läuft, kommt irgendwann zu seinem Ausgangspunkt zurück."

Versuche doch bitte diesen Sachverhalt (positive Krümmung der Raumzeit) mit eigenen Worten zu beschreiben ohne dabei wie in Wikipedia eine Dimension runter zu gehen.
Ich denke, du bekommst das besser hin als ich, mit meinem "der Mittelpunkt liegt außen".

???
Die Annahme für die Friedmann Gleichung ist ein isotropes expandierendes Universum.
Wo ist der Widerspruch zu meinem Beitrag?


Eine unendlich ausgedehnte Ebene ist genau so richtig wie die "Erde ist eine Scheibe".
Beschreibe doch mal bitte "Unendlichkeit" wissenschaftlich.
Und da wir das beide nicht beweisen können, sind das alles nur Thesen.
Wie ich mir das mit der Kugel aus der ausgedehnten Ebene vorstelle und warum diese Kugel entsteht habe ich in meinem zweiten Beitrag mit unwissenschaftlichen Worten beschrieben.

Danke Timm, für den Hinweis mit den Friedmann Gleichungen, dass hat mich weiter gebracht.

Ich würde die Diskusion jetzt hier aber beenden wollen, da jetzt nur noch Gedöns bei raus kommt und der ganze Threat hier sehr umständlich angefangen hat.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Ich kann das noch ganz anders.
Und dann:
Nein, das ist ganz genau das, was ich in meinem zweiten Beitrag beschrieben habe. Hat aber mit deinem Geschwurbel aus dem ersten Beitrag nicht viel zu tun. Deshalb mein Hinweis:
Das Abstraktionsvermögen für S3 haben diie Leute hier, daran mangelt es nicht. Es mangelte bei die an den genannten Eigenschaften, um auf die entsprechende Geometrie zu kommen, obwohl man sie dir vorgekaut hat.
Übrigens: Aus k=0 kann niemals k=1 werden. Steht bestimmt auch irgendwo da. Aber egal.
Das nennt sich GIGO.

Hab 2 Namen. Beide gehen mit Ihren Überlegungen in die gleiche Richtung.
Janna Levin
http://physics.columbia.edu/people/profile/418

Nature abhors an infinity. The limits of general relativity are often signaled by infinities: infinite curvature as in the center of a black hole, the infinite energy of the singular big bang. We might be inclined to add an infinite universe to the list of intolerable infinities. Theories that move beyond general relativity naturally treat space as finite. In this review we discuss the mathematics of finite spaces and our aspirations to observe the finite extent of the universe in the cosmic background radiation.
https://arxiv.org/abs/gr-qc/0108043

Is The Universe Infinite Or Is It Just Really Big?
The global geometry of the universe is in principle as observable an attribute as local curvature. Previous studies have
established that if the universe is wrapped into a flat hypertorus, the simplest compact space, then the fundamental domain must be at
least 0.4 times the diameter of the observable universe. Despite a standard lore that the other five compact, orientable flat spaces are more weakly constrained, we find the same bound holds for all. Our analysis provides the first limits on compact
cosmologies built from the identifications of hexagonal prisms.
https://arxiv.org/pdf/astro-ph/9802021.pdf
[...] There was once a cultural prejudice that the Earth was flat and unconnected, so much so that explorers were feared to have fallen off the edge. The assumption that space must be infinite may represent a similar bias. Just as most have realized that our planet is compact, we may someday learn that the entire universe is likewise compact and connected. [...]

Jean-Pierre Luminet

Conventional thinking says the universe is infinite. But it could be finite and relatively small, merely giving the illusion of a greater one, like a hall of mirrors. Recent astronomical measurements add support to a finite space with a dodecahedral topology.
https://arxiv.org/abs/physics/0509171

Das Universum als "Fußball"! Na das könnte manchen gefallen.... :D

BTW: Ich hab dir das jetzt nur schnell rausgesucht. Ich hab mir das noch nie selbst im Detail angeschaut, ich verfolge auch das Thema nicht.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

An Plankton:

danke fürs raussuchen :)
Ich schau es mir an.

Hier habe ich auch noch was gefunden wo die drei Fälle der Friedmann Gleichung anschaulich erklärt werden.

http://scienceblogs.de/astrodicticum...endlich-gross/

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Nur mal eine Bemerkung: Wenn es unendlich ist, dann gibt es kein dahinter.

Die 2 grundlegenden Eigenschaften des Universums sind
1) Ausdehnung 2) Veränderung

also abstrakt 1) Raum und 2) Zeit

Unendlichkeit heißt dann
es gibt keine räumlichen Grenzen und es gibt zeitlich keinen Anfang oder Ende. Also ist das Universum ein Perpetuum mobile.

Damit legt man sich allerdings an sowohl mit allen Religionen als auch mit nahezu allen Physikern. Es bleibt aber trotzdem die einfachste Erklärung.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Nur um ev. Verwirrung bei Mitlesenden vorzubeugen, es gibt unabhängig davon ob das Universum endlich oder unendlich ist kein dahinter, solange man vom kosmologischen Prinzip ausgeht. Und das ist ziemlich unumstritten.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Ein "dahinter" gibt es meiner Meinung nach nicht und der Raum an sich ist endlich, aber dennoch das Universum unendlich also wie du sagtest:

Ja, genau.

...und die sinnvollste Erklärung.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Aus Wikipedia zu Kosmologisches Prinzip:

"Unter dem kosmologischen Prinzip sind zwei Grundannahmen in der naturwissenschaftlichen Kosmologie zusammengefasst....
Das Weltall ist homogen.
Das Weltall ist isotrop."

Das sagt doch überhaupt nix über das Objekt "Weltall" an sich aus.
Ob es nun in irgendetwas eingebettet ist, also etwas dahinter liegt oder nicht hat doch nichts mit homogenen isotropen Eigenschaften zu tun.
Eine Stahlplatte ist auch ein homogenes isotropes Objekt.
...und meist liegt was dahinter ;)

Zitat aus Ingenieurmechanik 2:
"Zum Beispiel nimmt man bei der Modellierung des Deformationsverhaltens von Strukturen aus metallischen Werkstoffen wie Stahl oder Aluminium meist an, sie seien homogen und isotrop."

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

"homogen und isotrop" soll heißen: überall homogen und isotrop.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Die Kosmologen gehen überwiegend von einem räumlich unendlichen Universum aus. Für eine kompakte Topologie gibt es keine Anzeichen, sie läßt sich aber auch nicht ausschließen.

Wie passt das zusammen, daß der Raum endlich, das Universum aber unendlich ist?

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Guza,
als Laie hätte auch mal eine Frage:
Wie kommt der Vorgang
"Ich fliege immer weiter und irgendwann bin ich wieder am Ausgangspunkt meiner Reise"
zustande?
Ich verstehe es ja auf unserem Planeten, aber im Weltall?
Dann müsste es doch einen festgelegten Mittelpunkt des Kosmos geben und eine Kraft die von ihm ausgeht und uns daran hindert zu weit von im weg zu fliegen, oder denke ich zu begrenzt?
Und zu der Kosmos, das Universum (ich weiß immer nie welchen Begriff ich verwenden soll, Universum muss ja nicht alles sein wenn man ein Anhänger der Multiversums-Theorie ist, aber andererseits kommt Universum von dem Griechischen Wort für gesammt, also???) ist unendlich.
Ich kann die Aussage der Raum ist endlich aber das Universum unendlich so verstehen, das die Raumzeit zu diesem Zeitpunkt endlich ist, aber was gibt es jenseits der Raumzeit?
Das Nichts, das ist ja nichts.
Aber es kann noch zu Raumzeit werden, so gesehen ist die Raumzeit endlich aber sie hat die Möglichkeit sich unendlich Auszudehnen.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Durch positive Raumkrümmung siehe Friedmann Gleichungen,
da hast du dann ein in sich geschlossenes Volumen.

Na, kannst du es dir jetzt vorstellen? ;)

So, jetzt die anschauliche Erklärung:
Vorab:
Nein, es muss keine Kraft und auch keinen Mittelpunkt geben, da es nur durch eine geometrische Eigenschaft zustande kommt, dass du wieder da landest wo du her gekommen bist.
Ob die Erde dich fest hält oder du dich an der Erde fest hältst, oder du einfach die Erdoberfläche ab schwebst ändert ja nichts daran dass du da wieder ankommst wo du hergekommen bist.

Es muss auch keinen klassischen Mittelpunkt geben, wenn die Erde eine Bananen-Form hätte oder die Form eines 3D "R" könntest du genauso unendlich lange darauf rum laufen.
Da es ja an jedem Punkt auf Grund der Krümmung immer weiter geht.

Jetzt zum Universum:

Fangen wir beim Kreis an.
Du hast eine Linie mit zwei Enden und einem Mittelpunkt.
Du führst die Enden zusammen und hast eine Kreis, ohne Rand und jeder Punkt könnte der Mittelpunkt sein.

Jetzt nehmen wir eine Fläche.
Die hat eine Randlinie und einen Mittelpunkt.
Wenn du alle Punkte der Randlinie zu einem Punkt zusammen führst( nach "hinten" um stülpen) hast du eine Geschlossene Fläche(z.B. Erdoberfläche).
Die hat dann wieder keinen Rand und jeder Punkt könnte der Mittelpunkt sein.

Jetzt nehmen wir eine Kugel.
Die hat eine Oberfläche als Rand und einen Mittelpunkt.
Wenn du jetzt alle Oberflächenpunkte zu einem Punkt zusammen führst, hast du keinen Rand mehr um die Kugel zu verlassen und jeder Punkt könnte der Mittelpunkt sein.
Also ein in sich geschlossenes Volumen.
Eine "um gestülpte Kugel"

Du kannst jede Form innerhalb einer beliebigen Dimension in sich schließen in dem du sie um die nächst höhere Dimension krümmst und alle Randpunkte zusammen führst.
Also eine 2D Fläche krümmst du um eine 3D Kugel(Volumen).
Wenn du den 3D Raum(Volumen) in sich schließen möchtest musst du ihn um die 4te Dimension krümmen.

Und da wird es jetzt schwer mit der Vorstellung.
Zu mal noch keine Einigung darum herrscht was die 4te Dimension ist.
Viele sagen; die Zeit.

Da jeder Punkt bei einer in sich geschlossen Form der Mittelpunkt sein kann, kannst du diesen Körper nicht verlassen, da ja immer so viel hinter dir wie vor dir liegt(immer genau die Hälfte), dennoch ist er begrenzt.
Wenn du eine 20cm Schnur zu einem Kreis formst kannst du den genauso unendlich oft ablaufen, wie wenn du 10m Schnur zu einem Kreis formst.
Kreis ist Kreis. aber die endliche Linie hat ein anderes Maß.

Daher hat ein in sich geschlossenes Volumen ein endliches Volumenmaß, kann aber unendlich oft durchflogen werden.

Also musst du ja zwangsläufig wieder da ankommen wo du her gekommen bist.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Die Friedmann Gleichungen legen die lokale Geometrie fest, nicht aber die Topologie. Auch ein lokal flacher Raum kann eine kompakte Topologie haben(zB. der 3 Torus), aber nicht zwingend. Er kann auch unendlich sein (3-Ebene).

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Die nmM beste Vorstellungshilfe ist tatsächlich die Kugeloberfläche, also die 2-D Analogie. Es gibt keinen Mittelpunkt auf ihr, keinen Rand und deshalb sieht ein beliebiger Beobachter auf ihr dasselbe. Gleiches gilt für den Raum, mit dem Unterschied, daß offen ist, ob er in eine höhere Mannigfaltigkeit eingebettet ist (so wie die Kugeloberfläche).

Prinzipiell könnte ein Objekt einen endlichen Raum im freien Fall durchqueren und zum Ausgangspunkt zurück kommen.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Hallo Timm,
hierzu eine Frage:

Gäbe es im 4D Raum bzw. 5D Raum einen (Krümmungs-)mittelpunkt? ( So wie es prinzipiell den Mittelpunkt der Kugel im 3D Raum gibt?)

Ich glaube, ich hörte einmal, dass der 4D Raum gekrümmt sein, ohne, dass hierzu ein 5D Raum nötig ist (in dem Krümmung stattfindet). Ist das richtig?
Gibt es hierzu ggf. eine gute Erklärung oder Link?

VG
Slash

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Hallo slash, soweit mir bekannt sind die Mannigfaltigkeiten, die in der ART eine Rolle spielen differenzierbar. Hierzu sollte es bei Wikipedia etwas geben. Ich kenne mich damit nicht aus. Vielleicht nimmt sich einer unserer Experten deiner Frage an.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Zur Topologie des Universums,

Zitat Wikipedia zu Universum:
„Obwohl die lokale Geometrie sehr nahe an einer flachen, euklidischen Geometrie liegt, ist auch eine sphärische oder hyperbolische Geometrie nicht ausgeschlossen. Da die lokale Geometrie mit der globalen Form (Topologie) und dem Volumen des Universums verknüpft ist, ist letztlich auch unbekannt, ob das Volumen endlich ist (mathematisch ausgedrückt: ein kompakter topologischer Raum) oder ob das Universum einen unendlichen Rauminhalt besitzt.
Die derzeitige wissenschaftliche Meinung geht von einem räumlich ungekrümmten, also flachen Universum aus, mit der Folge, das es unendlich ausgedehnt ist.
Diese Annahme wird getroffen auf Grund der Energiedichte, die Berechnungsgrundlage für die Friedmann Gleichung ist.“

Dann weiter:
„Gegenwärtige astronomische Beobachtungsdaten erlauben es nicht, das Universum von einem euklidischen Universum zu unterscheiden. Die bisher gemessene Energiedichte des Universums liegt also so nahe an der kritischen Dichte, dass die experimentellen Fehler es nicht ermöglichen, zwischen den drei grundlegenden Fällen zu unterscheiden.“

??? wieso geht denn dann die Wissenschaft davon aus, das es flach ist, wenn alle drei Fälle auf Grund der Messungenauigkeit möglich sind?

Die zweite „Grundlage“ für die Annahme eines flachen Universums ist genauso strittig:

„Im CDM-Standardmodell sowie dem aktuelleren Lambda-CDM-Standardmodell, das die gemessene Beschleunigung der Expansion des Universums berücksichtigt, ist das Universum flach; das heißt, der Raum wird durch die euklidische Geometrie beschrieben. Ein solches Universum muss nicht zwingend ein unendliches Volumen haben, da auch kompakte Topologien für den Raum möglich sind…
...Im Lambda-CDM-Standardmodell wird ... meist eine flache Geometrie mit unendlicher Ausdehnung betrachtet“

Dann weiter:
„Hintergrund der berechneten Mindestgröße ist, dass eine Krümmung des Universums nicht gemessen werden konnte. Die Messungenauigkeit ist aber mit 2*% relativ groß. Geht man davon aus, dass diese Messungenauigkeit zu einer Krümmung des Universums von eben diesen maximal 2*% führt, so könnte das Universum in sich selbst zurück gekrümmt sein. „

Klingt für mich so als würde man ein Schullineal nehmen und es an eine Orange ran halten und dann sagen;
„Ja, die ist rund“
Und dann geht man raus und legt das Lineal auf die Straße und sagt;
„Schau, die Erde ist flach“

Und dann:
„...es (ist) nicht ausgeschlossen, dass man dieselben Himmelskörper in verschiedenen Richtungen beobachten könnte. Versuche hierzu haben bislang keine Ergebnisse gebracht….
...Die Tatsache, dass es noch nicht gelungen ist, Himmelsobjekte „gleichzeitig“ in verschiedenen Richtungen des Universums zu identifizieren, stellt demnach nur ein Indiz, aber keinen Beweis dafür dar, dass wir nicht in einem auf „nur“ 78*Mrd. Lichtjahre in sich selbst zurück gekrümmten Universum leben.“

???Echt jetzt? Wenn ich jetzt mit einem super Fernglas auf der Erdoberfläche in eine Richtung schaue sehe ich mich ja auch nicht selbst.
...auf Grund der Krümmung.
Wieso erwarten denn dann die Wissenschaftler, dass es bei einem gekrümmten Raum anders ist?

Zusammenfassung:
Durch die Ungenauigkeit bei der Messung der Energiedichte könnten alles 3 Fälle der Friedmann Gleichung wahr sein.
Auf Grund von 2% Messungenauigkeit bei der Messung der Raumkrümmung lässt sich nicht sagen,
ob der Raum flach oder kleiner gleich 2% gekrümmt ist.

Wieso geht dann irgendwer von einem räumlich ungekrümmten, also flachen Universum aus, mit der Folge, das es unendlich ausgedehnt ist.
Nach diesen Ergebnissen wissen wir, dass wir nichts wissen über die Geometrie des Universum.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Laut Wikipedia (zu "4D") trifft deine Aussage auf den 3D Raum zu:
"Aus topologischen Gründen ist für die Einbettung eines gekrümmten 3D-Raumes keine vierte räumliche Dimension erforderlich."



Zitat Wikipedia zu 4D:
"Verbindliche Annahmen der physikalischen Theorien bezüglich der Homogenität des Raumes (wonach alle Dimensionen hinsichtlich Qualität und Quantität ununterscheidbar sind)..."

Also wenn alle Dimensionen hinsichtlich Qualität und Quantität ununterscheidbar sind kannst du das was für die 2D und 3D gilt auch für die 4D und 5 te Dimension anwenden.

Also ja, ein gekrümmter 4D Raum hat in der 5ten Dimension seinen Krümmungsmittlepunkt.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Weil sie nicht flach nicht für plausibel hält, wenn der Raum im Rahmen der Meßgenauigkeit flach flach ist.

Die Analogie beinhaltet das in sich Zurückkrümmen, mehr nicht.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Zitat Wikipedia zu 4D:
"Verbindliche Annahmen der physikalischen Theorien bezüglich der Homogenität des Raumes (wonach alle Dimensionen hinsichtlich Qualität und Quantität ununterscheidbar sind)..."

Also wenn ALLE Dimensionen hinsichtlich Qualität und Quantität ununterscheidbar sind kannst du das was für die 2D und 3D gilt auch für ALLE weiteren Dimensionen anwenden.

Also ein Punkt kann sich selbst nicht sehen, wenn er den Kreis lang schaut...wegen der Krümmung.

Ein Punkt kann sich auf der Erdoberfläche nicht selbst sehen....wegen der Krümmung.

Und ein Punkt kann sich im Universum nicht selbst sehen...wegen der Krümmung.


was sieht ein Punkt auf einem Kreis wenn er um sich rum schaut?
Er sieht eine Linie...wegen der Krümmung

Was sehen wir auf unserer Erde wenn wir um uns rum schauen?
Eine kreisrunde Fläche....wegen der Krümmung

Was sehen wir also im Universum wenn wir um uns rum schauen?
Ein kugelförmiges Volumen....wegen der Krümmung

Ist doch voll plausibel.

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

???? Ich sehe doch kein kugelförmiges Volumen, sondern ich habe nur eine begrenzte optische Eindringtiefe ins Universum.

Licht wird mit zunehmender Entfernung rotverschoben. Nun kann man sich darüber streiten, warum es rotverschoben wird.

Die Einen behaupten, es läge an der 1) Expansion des Universums, ich behaupte, 2) Licht verliert Energie wie jeder andere Energietransport von A nach B ebenfalls. Und sollte ich richtig liegen (Argumente dazu habe ich geliefert), dann ist die Reichweite von Licht endlich, folglich ist meine optische Eindringtiefe ins Universum begrenzt. Ich kann also als Beobachter immer nur einen annähernd sphärischen Universumsbereich um mich herum erkennen, dazu muß das Universum doch nicht gekrümmt sein. Ob und was hinter der optischen Wahrnehmungsgrenze liegt kann uns nur ein Glaskugelbesitzer verraten.

Ich frag mich immer wieder, wer eigentlich auf die Idee gekommen ist, Licht würde trotz nachweisbarer Wechselwirkung mit dem Vakuum keine Energie verlieren und deshalb müsse sich das Universum ausdehnen, und das auch noch beschleunigt.

Ganz einfaches Experiment: Heißer Kaffee kühlt sich ab, je größer die Differenztemperatur Kaffee-Umgebung, desto größer der Temperaturverlust ΔT/Δt. Also kühlt Licht ebenfalls nicht linear ab: Δf1/Δt > Δf2/Δt mit Δf1 > Δf2. Und bei c ≈ konstant kommt man dann bei Annahme 1 auf ein beschleunigt sich ausdehnendes Universum. Ich bleibe da lieber beim heißen Kaffee, um mir die Rotverschiebung zu erklären, dazu braucht sich das Universum nicht auszudehnen und man braucht auch keine Dunkle Energie und sonstige Hilfsmittel wie gekrümmte Räume, die sich im Experiment überhaupt nicht darstellen lassen. ;)

AW: Das Universum, was liegt dahinter? Unendlichkeit?
 

Ja und die Form dieser Eindringtiefe ist kugelförmig, da sie ja in alle Richtungen gleich weit ist.

Vorab:
Ich bin kein Anhänger des flachen, unendlichen und ewig expandierendem Universums, das ewig unendlicher wird.
Weil:
Unendlichkeit lässt sich nicht und nie beweise, da nicht messbar...müssen wir glauben.
Ewigkeit lässt sich auch nicht und nie beweisen, da nicht messbar...müssen wir auch glauben.

Eine logische Erklärung für unbegrenzten Raum und Zeit wäre, dass Raum und Zeit als Schleife (Kreis) vorliegen, dabei wäre Raum und Zeit dennoch endlich vorhanden, so wie alles in unserem Universum.
Und diese Annahme lässt sich auf Grund bekannter Phänomenen herleiten.
Wenn ich auf unserer Erdoberfläche lang laufe komme ich da wieder an wo ich her gekommen bin...wegen der Krümmung.
Wenn ich durch das Universum fliege müsste ich da wieder ankommen wo ich her gekommen bin...wegen der Krümmung.
Und wenn ich durch die Zeit immer in eine Richtung reise müsste ich da ankommen, wo ich hergekommen bin...wegen der Krümmung.
(Auch wenn ich der Meinung bin das Zeit als solche nicht existiert und nur das Resultat aus Wahrnehmungsgeschwindigkeit und Wahrgenommenem ist)

Daher klärt sich die Frage nach Anfang und Ende.
Davor=Danach
Ein logischer in sich geschlossener Zyklus, räumlich wie zeitlich.


Was die Rotverschiebung angeht.
Da der Raum im Weltall nicht nichts ist, macht es Sinn, dass Licht beim Hindurchfliegen schwächer wird.

Zusammenfassung:
Begrenzte optische Eindringtiefe widerspricht sich nicht mit einem gekrümmten Universum.
Bei Nebel ist deine wahrnehmbare Erdoberfläche ja auch nur eine kleine kreisrunde Fläche entgegen bei guter Sicht eine Große, aber dennoch begrenzt auf Grund der Krümmung.