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Thema: Das bucklige Universum

  1. #1
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    Standard Das bucklige Universum

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    Wie groß ist das Universum?

    Die letzten Erkenntnisse über unser Universum besagen, dass es wohl unendlich sein muss.
    Begründet wird das damit, dass es ein ziemlich flaches Universum mit einer Krümmung 0 oder fast 0 ist. Hätte es eine Krümmung zwischen 0 und 1 wäre es sattelförmig, aber immer noch unendlich groß.

    Die einzige Möglichkeit eines endlichen, aber unbegrenzten Universums wäre eine Krümmung über 1, dann wäre das Universum eine vierdimensionale Kugel. Dafür spricht aber anscheinend momentan wenig.Wer die Möglichkeit des unendlich großen Universum zu Ende denkt, stößt allerdings an die Grenzen des gesunden Menschenverstandes:
    Das heisst nämlich, dass jeder Mensch – bzw. ein Klon von ihm – im Weltall unendlich oft vorkommt und jede nur denkbare Handlung auch unendlich oft ausgeführt wird. Unfassbar!

    Wer aber dem gesunden Menschenverstand ebenso folgen möchte wie den Gesetzen der Physik und der Mathematik, dem bleibt nur ein Ausweg:

    Das bucklige Universum!


    Was meine ich damit?
    Nun, dass die Krümmung im beobachtbaren Universum gegen Null geht, heisst ja nicht, dass das im ganzen – außer unserer Beobachtung stehenden – Universum auch so sein muss.
    Möglicherweise ändert sich die Krümmung am Rande des beobachtbaren Universum, geht gegen 1 und übertrifft an vielen Stellen auch die 1. Wie die Verteilung der Galaxien nicht gleichmäßig ist, so könnte es auch sein, dass die Krümmung nicht überall die selbe ist.

    Möglicherweise besteht das gesamte Universum aus flachen, krummen und runden Gebieten, die aber summa summarum dann doch eine Krümmung über dem magischen Wert 1 ergeben, so dass wir dann doch letztendlich zu einem kugelartigen vierdimensionalen Gebilde kommen.
    Allerdings handelt es sich dann weniger um eine glatte Kugel als vielmehr um einen gigantischen „Semmelknödel“ mit Hügeln, Dellen und Buchten aller Art.
    Das heisst dann aber auch, dass das gesamte Universum mehrere hundert oder tausende Mal das Volumen des beobachtbaren Universums besitzen muss, so dass unsere fast nicht vorhandene Krümmung im beobachtbaren Universum letztlich im Gesamten nicht ins Gewicht fällt.
    Ich halte diese Theorie für die plausibelste Deutung der momentanen Forschungsergebnisse, leider aber werden wir alle ihre Bestätigung wohl nicht mehr erleben, es sei denn ein genialer astronomischer Eratosthenes schafft es, aus dem, was wir an Daten vorliegen haben, das Volumen des gesamten Universums hochzurechnen ….

  2. #2
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    Im Allgemeinen sind verschiedene Krümmungen definiert. Auf einer Fläche im 3. Dimensionalen Raum sind das maximale Krümmung, minimale Krümmung, mittlere Krümmung sowie die Gausskrümmung. Die ersten drei haben die Dimension 1/m die Gausskrümmung die Dimension 1/m². Da Deine Angaben Dimensionslos sind, nehme ich an, Du meinst die Totalkrümmung., bzw. ihr 4-Dimensionales Analogon.

    Da hat eine flache Ebene die Krümmung 0. Alles was grösser als 0 ist, ist elliptisch. Wenn überall die Krümmung gleich ist, so ist es eine Kugel. Eine Sattelfläche erhältst Du, wenn die Totalkrümmung kleiner als 0 ist. Also einen negativen Wert hat. Dein magischer Wert ist somit nicht 1, sondern 0 und das ist die Krümmung, die das Universum (fast) hat.

    Natürlich ist das reale Universum buckelig. Wir kennen auch die Buckel, das sind die Massen im Universum. Das ist auch nichts ungewöhnliches. Auch unsere Erde ist keine exakte Kugel, sondern nur annähernd, denn sie hat Buckel, sprich Berge, Hügel, Täler usw.

    Keiner weiss, ob das Universum überall eine Krümmung nahe 0 hat. Es deutet aber nichts darauf hin, dass es wo anders anders sein könnte. Und ja, das Universum muss sehr viel grösser sein als das sichtbare.

    Mit freundlichen Grüssen
    pane

  3. #3
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    Technisch gesehen lässt sich über die Krümmung nur dann eine Aussage über die Größe des Universums treffen, wenn man davon ausgeht, dass es in einen höherdimensionalen euklidischen Raum eingebettet ist. Wenn dem nicht so ist, dann könnte das Universum mit quasi jeder möglichen Krümmung endlich oder unendlich sein. Beispiel: Packman läuft links raus und kommt rechts wieder rein. Aber sein Universum ist weder gekrümmt noch unendlich.

  4. #4
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    Ob jetzt 0,1 oder größer 1 hängt davon ab, ob man von der relativen Dichte spricht oder von der Krümmung.
    Hier eine anschauliche Darstellung:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Flachheitsproblem

    Faktum ist, dass die Daten allein für unser beobachtbares Universum momentan auf ein flaches, unendliches Universum hindeuten.

    Dass die Einbettung in einen höherdimensionalen euklidischen Raum Voraussetzung für die ganze Einteilung ist, wusste ich nicht.
    Aber ein Pacman-Universum dürfte wohl unwahrscheinlicher sein als ein höherdimensioniertes.

  5. #5
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    Zitat Zitat von MGZ Beitrag anzeigen
    Technisch gesehen lässt sich über die Krümmung nur dann eine Aussage über die Größe des Universums treffen, wenn man davon ausgeht, dass es in einen höherdimensionalen euklidischen Raum eingebettet ist. Wenn dem nicht so ist, dann könnte das Universum mit quasi jeder möglichen Krümmung endlich oder unendlich sein. Beispiel: Packman läuft links raus und kommt rechts wieder rein. Aber sein Universum ist weder gekrümmt noch unendlich.
    Jede beliebige Riemannsche Mannigfaltigkeit kann in einen geeigneten höherdimensionalen euklidschen Raum eingebettet werden. Und jede beliebige pseudo-Riemannsche Mannigfaltigkeit kann in einen geeigneten höherdimensionalen Minkowski-Raum eingebettet werden.

    Aussagen zur Topologie sind doch unabhängig von der Einbettung möglich. Z.B. wäre ein 3-dim. flacher Torus ohne jegliche Einbettung diskutierbar.
    Geändert von TomS (19.09.2018 um 03:34 Uhr)
    Gruß
    Tom

    «while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

  6. #6
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    Zitat Zitat von Udalricus Beitrag anzeigen
    Faktum ist, dass die Daten allein für unser beobachtbares Universum momentan auf ein flaches, unendliches Universum hindeuten.
    Flach ja, aber unendlich ???

    Warum sollte z.B. ein genügend großer 3-Torus ausgeschlossen sein?

    Zitat Zitat von Udalricus Beitrag anzeigen
    Dass die Einbettung in einen höherdimensionalen euklidischen Raum Voraussetzung für die ganze Einteilung ist, wusste ich nicht.
    Das trifft so auch nicht zu.
    Gruß
    Tom

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  7. #7
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    Anscheinend ist es doch nicht so sicher, dass Flachheit oder Sattelförmigkeit auch Unendlichkeit bedeuten.
    Dies wird aber immer wieder als selbstverständlich vorausgesetzt, z.B. hier: http://scienceblogs.de/astrodicticum...endlich-gross/

  8. #8
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    Zitat Zitat von Udalricus Beitrag anzeigen
    Anscheinend ist es doch nicht so sicher, dass Flachheit oder Sattelförmigkeit auch Unendlichkeit bedeuten.
    Hallo Udalricus,

    ich bin mir nicht ganz sicher, was Du unter "Unendlichkeit" in diesem Kontext verstehst. Kannst Du das bitte ein bisschen genauer spezifizieren ?


    Freundliche Grüsse, Ralf

  9. #9
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    Zitat Zitat von Udalricus Beitrag anzeigen
    Anscheinend ist es doch nicht so sicher, dass Flachheit oder Sattelförmigkeit auch Unendlichkeit bedeuten.
    Es ist i.A. sogar falsch: https://en.wikipedia.org/wiki/Shape_of_the_universe
    Gruß
    Tom

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  10. #10
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    Zitat Zitat von Udalricus Beitrag anzeigen
    Wie groß ist das Universum?

    ... Krümmung 0 oder fast 0 ist. Hätte es eine Krümmung zwischen 0 und 1 ... über dem magischen Wert 1
    0, 1, über 1?

    Wo kommt das her?
    Die Krümmung des Universums wird mit Omega_K angegeben. Dieser kann negativ, positiv oder 0 sein.

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