Grenze des Universums

threepwood

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Hallo zusammen,

eine Frage brennt mir schon lange unter den Nägeln. Es geht hier um eine reine Verständnisfrage um die Beschaffenheit des Universums; nicht interstellare Raumfahrt oder sonstiges (auch kein GdM).

Folgende Annahmen vorweg:

a) nach heutigem Kenntnisstand ist der Raum flach (euklidisch), weist also keine Krümmung auf
b) es gibt nur eine endliche Anzahl an Materie (Galaxien etc.)
c) der Raum dehnt sich dennoch mit Überlichgeschwindigkeit(?) aus

Hätte ich nun die Möglichkeit mich mit einer Geschwindigkeit nahe c in eine beliebige, aber immer gleiche, Richtung zu bewegen, würde ich demnach doch irgendwann die letzte Galaxie passieren und praktisch auf den "Rand" zufliegen. Natürlich kann ich diesen nicht erreichen, und mir ist klar, daß wir keine Ausagen über das "dahinter" treffen können. Aber ohne Krümmung würde ich doch NICHT wieder "im Kreis" fliegen, sondern mich auf das blanke Nichts zubewegen. Natürlich alles rein hypothetisch ohne von Menschen technologische Realisierbarkeit.

Oder wo steckt hier der Denkfehler? Was übersehe ich?

Dank und Gruß
 

Ich

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Wäre die Expansion nicht beschleunigt, würdest du irgendwann in der Nähe irgendeiner Galaxie zur Ruhe kommen. Das wäre die, die du mit deiner Geschwindigkeit gerade noch einholst.
Wegen der beschleunigten Expansion wirst du dich stattdessen irgendwann im Nichts wiederfinden, weil alle Galaxien sich von dir (und untereinander) weg beschleunigen.
Am Ausgangspunkt kommst du in keinem Fall wieder an, außer der Raum hätte toroidale Topologie. Dafür gibt es aber keine Hinweise.
 

threepwood

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Also weil auch der Raum zwischen den Galaxien expandiert habe ich gar keine Möglichkeit mit einer Geschwindigkeit < c an die besagte "Grenze" zu stoßen, bzw mich ihr zu nähern?

Wegen der beschleunigten Expansion wirst du dich stattdessen irgendwann im Nichts wiederfinden, weil alle Galaxien sich von dir (und untereinander) weg beschleunigen.
Aber Galaxien bewegen sich doch nicht mit Geschwindigkeiten nahe c, oder doch?
 

ralfkannenberg

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Folgende Annahmen vorweg:

a) nach heutigem Kenntnisstand ist der Raum flach (euklidisch), weist also keine Krümmung auf
Hallo threepwood,

was genau ist "flach" ? Bist Du sicher, dass das der "Raum" ist, der flach sein soll ?

Google hierzu mal unter "Flachheitsproblem".

Denn die Flachheit, die Du ansprichst, und die "toroidale Topologie", die 'Ich' angesprochen hat, haben zunächst einmal nichts miteinander zu tun.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Ich

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Also weil auch der Raum zwischen den Galaxien expandiert habe ich gar keine Möglichkeit mit einer Geschwindigkeit < c an die besagte "Grenze" zu stoßen, bzw mich ihr zu nähern?
Ja. Wobei erschwerend hinzukommt, dass es im Standardmodell des Universums gar keinen Rand gibt, das Universum also unendlich ausgedehnt ist.
Aber Galaxien bewegen sich doch nicht mit Geschwindigkeiten nahe c, oder doch?
...und noch viel schneller. ;)
Lassen wir fürs erste besser die Details, was Geschwindigkeitsdefinitionen in der ART angeht, das ist ein Thema für sich. Es ist aber tatsächlich auch in der SRT so, dass ein andauernd beschleunigter Beobachter nicht einmal mehr von Licht eingeholt werden kann. Im einem Universum, in dem alles auseinanderbeschleunigt, trifft das auch zu. Die einzelnen Beobachter sehen einander irgendwann nicht einmal mehr, man findet sich wie gesagt ganz allein wieder.
 

Dgoe

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Wobei erschwerend hinzukommt, dass es im Standardmodell des Universums gar keinen Rand gibt, das Universum also unendlich ausgedehnt ist.
Das ist für mich immernoch schwer verdaulich, obwohl Mac es mir schon einmal versucht hat zu erklären. Mit dem Urknall verbinde ich immer die Vorstellung eines Randes.

Mich würde auch mal interessieren, wie wahrscheinlich dieser Teil des Standardmodells ist, bzw. worauf sich diese Annahme stützt.

Vielleicht passen diese Fragen zu diesem Thread.

Gruß,
Dgoe
 

threepwood

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Das ist für mich immernoch schwer verdaulich, obwohl Mac es mir schon einmal versucht hat zu erklären. Mit dem Urknall verbinde ich immer die Vorstellung eines Randes.

Genau das. Auch wenn der Vergleich mit dem Hefekuchen und dem expandierenden Universum hinkt, ist ein randloses Universum für einen Menschen sehr schwer vorstellbar. Die Ausdehnung ist in meiner Vorstellung endlich, aber durch die Expansion wird das Universum 'mit der Zeit' unendlich.
 

ralfkannenberg

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Genau das. Auch wenn der Vergleich mit dem Hefekuchen und dem expandierenden Universum hinkt, ist ein randloses Universum für einen Menschen sehr schwer vorstellbar. Die Ausdehnung ist in meiner Vorstellung endlich, aber durch die Expansion wird das Universum 'mit der Zeit' unendlich.
Hallo threepwood,

was macht Dich so sicher, dass es nicht doch noch zum "Big Crunch" kommt ?


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Ich

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Mich würde auch mal interessieren, wie wahrscheinlich dieser Teil des Standardmodells ist, bzw. worauf sich diese Annahme stützt.
Das ist ganz einfach "Sparsamkeit". Man nimmt das einfachst mögliche Modell, und das ist nun man absolut homogen und isotrop und mit trivialer Topologie. Ob das wirklich überall so ist oder nicht ist eigentlich noch ziemlich egal, wir können eh nur soundso weit sehen. Bis dahin passt's.
Die Frage ob unendlich oder nicht wird dann relevant, wenn wir auf irgendeine Weise mehr über den Urknall und die Inflation herausfinden. Dann kann man sich theoretische Gedanken darüber machen, auch wenn es unbeobachtbar ist.
Das Inflationsszenario zum Beispiel nimmt an, dass ursprüngliche Inhomogenitäten glattgezogen wurden, also einfach auf riesige Skalen gestreckt. In dem Sinne geht man also gar nicht von einem streng homogenen Universum aus.
 

Ich

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Gar nichts ;-) Das war nur auf die Aussage von Ich bezogen, daß man sich irgendwann alleine wiederfindet, was doch ein ewig expandierendes Universum impliziert.

Die war aber wiederum auf deine Prämisse flachen Raums bezogen. Wenn der Raum flach ist, haben wir entweder das genau kritisch expandierende Universum, dessen Expansion in unendlicher Zukunft zum Erliegen kommt, aber nie umkehrt. Oder, mit dunkler Energie, ein beschleunigt expandierendes Universum. Big Crunch setzt positive Raumkrümmung voraus.
 

Dgoe

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Das ist ganz einfach "Sparsamkeit". Man nimmt das einfachst mögliche Modell, und das ist nun man absolut homogen und isotrop und mit trivialer Topologie.
Gut,

dann möchte ich einmal eine Analogie als Beispiel skizzieren. Den Louvre. Dieser ist endlich; um alle Werke zu sichten, legt man rund 18 km Fußweg zurück - man braucht dazu eher eine Woche, als einen Tag.

Wenn man nun eine Stunde lang herumläuft, kommt man in immer neue Räume und sieht immer wieder neue Kunstwerke. Es könnte sich einem zu diesem Zeitpunkt der Eindruck erschließen, der Louvre sei homogen, isotrop und (bequemerweise sparsam gedacht) schier unendlich groß, geht immer so weiter.

Ist er aber dennoch nicht.

Gruß,
Dgoe
 

Bernhard

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Ich bin dafür, demokratisch abzustimmen, ob das Universum endlich ist, oder unendlich! :cool:
Der Punkt ist doch vielmehr, dass der Formelapparat bei einem homogenen Universum leichter zu handhaben ist. Ferner folgt aus Homogenität und Euklidizität ein unendliches Volumen bei räumlich konstanter Dichte. Insofern muss man da eigentlich nicht abstimmen.
 

Dgoe

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Na ja,
es gibt aber schon einige ziemlich große Strukturen für eine noch zu retten wollende Homogenität. Superhaufen, großer Attraktor, große Mauer, Dark flow, riesige Voids, usw. - im sichtbaren Umfeld alleine schon. Möglicherweise entdeckt man noch größere Strukturen. Jedenfalls ist auf dem Niveau der Galaxienverteilung - und Galaxien sind ja schon riesig - von Homogenität nicht wirklich viel aufzuspüren.

Ich sehe das vielleicht aber nur subjektiv so...

Gruß,
Dgoe


Edit.
Man kann natürlich immer hingehen und sagen, man müsse nur hoch genug hochskalieren, bis selbst die größten Strukturen zu einem Einheitsbrei verschmelzen. Nur wer sagt, dass dann nicht noch größere Strukturen dabei auftauchen?
Vielleicht ist es das ja, was unverändert bleibt, immer noch größere Strukturen :confused:

Gruß,
Dgoe
 
Zuletzt bearbeitet:

ralfkannenberg

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es gibt aber schon einige ziemlich große Strukturen für eine noch zu retten wollende Homogenität.
Hallo Dgoe,

die sind nicht gross genug - das Homogenitätsprinzip bezieht sich auf "kosmologische" Skalen.


Superhaufen, großer Attraktor, große Mauer, Dark flow, riesige Voids, usw. - im sichtbaren Umfeld alleine schon.

Möglicherweise entdeckt man noch größere Strukturen.
Du meinst Large Quasar Groups (LQG) ? Ja, so langsam kommen wir in die Nähe der kosmologishcen Sklalen. Die LQGs sind aber auch noch nicht gross genug.


Jedenfalls ist auf dem Niveau der Galaxienverteilung - und Galaxien sind ja schon riesig - von Homogenität nicht wirklich viel aufzuspüren.
Richtig, aber das ist auch nicht die Aussage des Homogenitätsprinzips der Kosmologie.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Bernhard

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Hallo Dgoe,

ein sehr guter experimenteller Hinweis auf die Homogenität des Universums ist der CMB und der ist, von den Details abgesehen, sehr homogen. Daran kommt man nicht vorbei. Dass dieser Ansatz von den Theoretikern Jahrzehnte vor der experimentellen Bestätigung bereits verwendet wurde, mag da gewertet werden wie immer man mag.
 

Dgoe

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Ah, ok, vielen Dank für die Antworten!

Ja, die Größe der Strukturen. Karten vom ganzen sichbaren Universum gibt es doch nicht, oder? Die Millennium Simulation ist nur eine Simulation, die möglicherweise vorhandene größere Strukturen einfach ignorieren könnte.

Ich kann mir noch kein richtiges Bild machen, im Grunde genommen.

Der CMB, ja, stimmt, den gibt es ja auch noch.
Auf diesem sehe ich jedoch eindeutig Bereiche, die dichter sind, bzw. farblich abgesetzt sind, also Regionen... von denen eine sogar besonders groß ist.

Gruß,
Dgoe
 

ralfkannenberg

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Der CMB, ja, stimmt, den gibt es ja auch noch.
Auf diesem sehe ich jedoch eindeutig Bereiche, die dichter sind, bzw. farblich abgesetzt sind, also Regionen... von denen eine sogar besonders groß ist.
Hallo Dgoe,

wohl eher farblich abgestimmt. Die Unterschiede sind von der Grössenordnung ~10[sup]-6[/sup]


Freundliche Grüsse, Ralf
 
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