Das Universum hat keinen Rand?

Wissenschaft Astronomie
#1

Ich hab mir mal ein Buch von Stephan Hawkings durchgelesen. Nach der Lektüre gab es mehr Fragen als Antworten. So zb. sorgt die imaginär Zeit dafür das unsere Form des Universum keinen Rand hat!? Was kann ich mir unter imaginäre Zeit vorstellen, die sich auf die normale Zeit auswirkt und umgekehrt? Und warum beeinflusst es das unser Universum keinen Rand hat? Und noch eine Frage, wie kann das Universum sich expandieren, wenn es keinen Rand hat??

PS: Könnte sein das ich ich was im Buch falsch verstanden hab. Nicht böse sein :wink:

#2

kurze Antwort
Hallo M.V.,

es kann tatsächlich sein, dass du das Buch falsch verstanden hast, aber daraus solltest du dir nicht allzuviel machen (sofern du nicht Physiker oder so bist - deine Vika ist ja nicht so aussagekräftig).
Und vorstellen solltest du dir die imaginäre Zeit am besten gar nicht, finde ich zumindest. Sollte es hier jemanden geben, der sie anschaulich erklären kann - nur zu. Bin ja selbst auch kein Physiker, also nicht wirklich ein Experte.
Aber das mit dem Rand ist recht einfach, wenn du dir vorstellst, dass wir uns auf der dreidimensionalen „Oberfläche“ eines vierdimensionalen Raumes befinden (Die Stringtheoretiker rechnen noch mit viel mehr Dimensionen…). Gut, das scheint jetzt auch nicht so simpel, wenn du das Problem aber eine Dimension runterrechnest, dann wird`s anschaulich. Denk nur an das bekannte Beispiel der Kugeloberfläche. Ein 2-D-Lebewesen, das auf der Oberfläche wohnte, würde diese als sein "Universum ansehen. Jetzt wirst du doch zugeben, dass dieses „Universum“, also die Kugel, durchaus expandieren kann, ohne dass die Oberfläche dafür einen Rand haben muss.

Gruß
L.

#3

Na allgemein ist es doch sehr abenteuerlich von einem Rand zu sprechen. Bzw von dessen Nicht-existenz. Die Definition eines sogenannten Randes fällt wohl selbst Herrn Hawkings schwer. Da lässt man sowas gerne mal weg.

#4

Hallo!

Na allgemein ist es doch sehr abenteuerlich von einem Rand zu
sprechen. Bzw von dessen Nicht-existenz. Die Definition eines
sogenannten Randes fällt wohl selbst Herrn Hawkings schwer. Da
lässt man sowas gerne mal weg.

Wirklich? Wenn ich mich ganz dumpf an meine Mathevorlesungen erinnere, dann ist der Rand als die Menge aller Punkte definiert, in deren Umgebung es sowohl Punkte innerhalb des Gebietes als auch Punkte außerhalb des Gebietes gibt. „Es gibt keinen Rand“ ist also schlicht gleichbedeutend mit „Es gibt keinen Punkt, von dem man nur einen Meter weit gehen muss, um außerhalb des Universums zu sein.“

Es gibt nun mindestens zwei Möglichkeiten, warum das so ist: Entweder das Universum ist unendlich weit ausgedehnt, oder der Raum ist so in sich gekrümmt, dass jeder Versuch, das Universum zu verlassen, in Wirklichkeit in den Kosmos hinein führt. Meines Wissens ist tatsächlich nicht abschließend geklärt, welche dieser beiden Möglichkeiten die richtige ist. Da allerdings das Unendliche Universum ein paar Probleme mehr aufwirft als das unbegrenzt-endliche, favorisieren die Kosmologen dieses letztere Modell.

Michael

#5

Hallo!

Wirklich? Wenn ich mich ganz dumpf an meine Mathevorlesungen
erinnere, dann ist der Rand als die Menge aller Punkte
definiert, in deren Umgebung es sowohl Punkte innerhalb des
Gebietes als auch Punkte außerhalb des Gebietes gibt. „Es gibt
keinen Rand“ ist also schlicht gleichbedeutend mit „Es gibt
keinen Punkt, von dem man nur einen Meter weit gehen muss, um
außerhalb des Universums zu sein.“

Es gibt nun mindestens zwei Möglichkeiten, warum das so ist:
Entweder das Universum ist unendlich weit ausgedehnt, oder der
Raum ist so in sich gekrümmt, dass jeder Versuch, das
Universum zu verlassen, in Wirklichkeit in den Kosmos hinein
führt. Meines Wissens ist tatsächlich nicht abschließend
geklärt, welche dieser beiden Möglichkeiten die richtige ist.
Da allerdings das Unendliche Universum ein paar Probleme mehr
aufwirft als das unbegrenzt-endliche, favorisieren die
Kosmologen dieses letztere Modell.

Michael

Na Moment mal… Immerhin wird uns ja munter erzählt, dass sich der Raum ausdehnt. Sprich vor der Ausdehnung gab es keinen Raum. Folglich kann da, wo sich noch kein Raum hinein ausgedehnt hat (was auch immer das sein mag) nichts sein was einfach einen Punkt darstellt, der ausserhalb des Bereiches liegt was wir Universum nennen.
Auch ein gekrümmter Raum wäre nicht die Antwort, da hinter dieser Krümmung der Nicht-Raum (wenn ich das Wort einfach mal nutzen darf)existieren müsste. Also ein Rand zwischen den beiden Gebietszuständen sein muss.

Aber diesen Rand zu definieren ist sehr abenteuerlich gehalten…

#6

Zitat:

Auch ein gekrümmter Raum wäre nicht die Antwort, da hinter
dieser Krümmung der Nicht-Raum (wenn ich das Wort einfach mal
nutzen darf)existieren müsste. Also ein Rand zwischen den
beiden Gebietszuständen sein muss.

Nach dieser Möglichkeit hab ich auch schon gedacht, aber es ist wirklich so dass es weniger Probleme gibt, wenn das Universum in sich zusammengeschlossen ist. Wie die runde Form der Erde hätte es somit keinen Rand, ist aber in sich zusammengeschlossen. Die andere Denkweise, dass es einen Rand gibt, an der Grenze zwischen Raumzeit und das nichtvorhandensein der Zeit weist immense Probleme auf.

#7

Nach dieser Möglichkeit hab ich auch schon gedacht, aber es
ist wirklich so dass es weniger Probleme gibt, wenn das
Universum in sich zusammengeschlossen ist. Wie die runde Form
der Erde hätte es somit keinen Rand, ist aber in sich
zusammengeschlossen. Die andere Denkweise, dass es einen Rand
gibt, an der Grenze zwischen Raumzeit und das
nichtvorhandensein der Zeit weist immense Probleme auf.

Na ob die Variante die unserer Denkweise weniger Probleme bereitet die richtige ist…

#8

naja…es ist wie mit allem auf erden. das eine scheint dem anderen zu widersprechen und man fragt sich, welche theorie die richtigere ist, waerend man eifrig die puzzle sucht.

ich glaube, die vorstellung des expandierenden universums als ein luftbalon ist gut, ob zu verstehn, was es tut.
da der luftbalon jedoch die raumzeit ist[nicht der raum,wenn mich nicht alles taeuscht], kann „sie“ keinen rand haben, denn die zeit hat ja keinen rand.

sollte ich mich irren sich doch nur der raum ausdehnen, wuerde ich es auch nicht verstehen.

mfg:smile:
rene

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#9

… denn

die zeit hat ja keinen rand.

Hallo rene,

an dem Punkt könntest du in ernste Schwierigkeiten geraten: nach verbreiteter Auffassung hat die Zeit mit dem Urknall begonnen, also hat sie zumindest auf einer Seite einen Rand. In der anderen Richtung ist die Sache wohl etwas schwieriger.

Gruss Reinhar

#10

Hallo!

Ich habe ein bisschen Probleme, zu verstehen, was Du überhaupt meinst. Ich glaube jedoch, dass Du ein bisschen die Begriffe durcheinanderwirfst.

Na Moment mal… Immerhin wird uns ja munter erzählt, dass
sich der Raum ausdehnt. Sprich vor der Ausdehnung gab es
keinen Raum.

Mit „Ausdehnung des Raums“ ist nicht gemeint, dass eine Kugel, die wir Kosmos nennen, größer wird, sondern dass die Entfernung zwischen zwei Punkten im Inneren des Universums anwächst.

Folglich kann da, wo sich noch kein Raum hinein
ausgedehnt hat (was auch immer das sein mag) nichts sein was
einfach einen Punkt darstellt, der ausserhalb des Bereiches
liegt was wir Universum nennen.

Genau. Und genau deswegen bezeichnen wir das Universum als „unbegrenzt“.

Auch ein gekrümmter Raum wäre nicht die Antwort, da hinter
dieser Krümmung der Nicht-Raum (wenn ich das Wort einfach mal
nutzen darf)existieren müsste. Also ein Rand zwischen den
beiden Gebietszuständen sein muss.

Das verstehe ich nicht.

Um es noch einmal klarzustellen: Wenn das Universum begrenzt wäre, dann gäbe es ein Außerhalb. In den drei Raumdimensionen und der zeitlichen Dimension gibt es jedoch keinen Ort, der sich außerhalb des Universums befände. Also ist das Universum unbegrenzt. Das kann entweder deswegen so sein, weil das Universum unendlich ist, oder weil kein Weg aus ihm hinausführt.

Michael

#11

huhu,

an dem Punkt könntest du in ernste Schwierigkeiten geraten:
nach verbreiteter Auffassung hat die Zeit mit dem Urknall
begonnen, also hat sie zumindest auf einer Seite einen Rand.

naja…aber im moment nicht…:smile:wir muessen schon zeitlich korrekt bleiben:wink:

mfg:smile:
rene

#12

Um es noch einmal klarzustellen: Wenn das Universum begrenzt
wäre, dann gäbe es ein Außerhalb. In den drei Raumdimensionen
und der zeitlichen Dimension gibt es jedoch keinen Ort, der
sich außerhalb des Universums befände. Also ist das Universum
unbegrenzt. Das kann entweder deswegen so sein, weil das
Universum unendlich ist, oder weil kein Weg aus ihm
hinausführt.

Michael

Wenn etwas keinen Weg hinaus besitzt, ist es doch sehr wohl und vorallem sehr stark (nämlich unüberwindbar) begrenzt.

Ist ja egal, ob es für uns möglich wäre irgendeinen Rand zu finden. Wenn das durch Raumkrümmungen unmöglich sein sollte ist das pech für uns (einfach mal gesponnen wir Menschen kämen jemals dazu) aber den Rand gäbe es trotzdem.
Für Luft führt auch kein Weg aus einem Ballon… trotzdem hat dieser sehr wohl einen Rand.