Hallo zusammen,
ich hab letztlich eine Doku über das Weltall gesehen und es wird ja angenommen das Weltall sei nicht unendlich aber es expandiert. Wie kann man sich das Vorstellen ? und ist es möglich das neben unserem Weltall noch andere Weltalle gibt ?
Viele Grüße
Wie bei einer Explosion oder einem Steinwurf ins Wasser.
Vom Ort (Stein, Explosion) gehen die Wellen weg und breiten sich aus.
Nur bei den Beispielen enden diese Wellen scheinbar irgendwann.
Und beim Weltall passiert das auch, weil es ja ebenfalls nach der Theorie mit einem großen Knall ( „Urknall“) begonnen hat. Die Abstände aller „Weltallbestandteile“ entfernt sich von diesem Urknall-Zentrum und das bis heute und auch weiterhin, es gibt erwartungsgemäß kein Ende dieser Ausbreitung.
MfG
duck313
Wie einen Luftballon den du unendlich weit aufbläst. Siehe auch
Solange das Gegenteil nicht bewiesen ist sicherlich.
Hallo,
was das heißt, lässt sich an Hand der Dimension ZEIT erahnen. Wir leben am äußersten Ende der Zeitzone. Ohne zu wissen, ob wir auch noch im nächsten Moment fortbestehen. Jeder weitere Tag kommt dazu. Die Expansion im RAUM läuft im aller Kleinsten und im aller Größten ab. Von den Raumebenen ist uns nur bekannt, was im Universum bislang erfasst werden konnte und sich messen ließ.
Die Möglichkeit von Paralleluniversen ist noch zu hoch gegriffen. Aber der Umstand, dasss wir das uns hier vorstellen können, schließt die Vorstellung darüber zumindest nicht aus. Gut möglich, dass es nur eine schöne Vorstellung ist und bleibt.
Gruß mki
Sagt wer? Ich hatte es mir gerade in der Unendlichkeit so bequem gemacht.
Hallo,
zunächst solltest du mal festhalten: Der sogenannte „Big Bang“ hat weder etwas mit einer „Explosion“ zu tun, noch erst recht mit einem „Knall“. Dass sich diese irrige Vorstellung in den populären Darstellungen immer noch erhält, liegt an albernen Graphiken, die in (ansonsten ganz hervorragenden) Präsentation in Dokus von BBC und National Geographics begleitend verwendet werden. Da fliegt immer etwas auseinander und es knallt dazu spektakulär. Bei einer Explosion fliegen Teile auseinander in den äußeren Raum, ebenso expandiert eine Schockwelle in das in diesem Außenraum vorhandene Medium. Die macht den Knall.
In der physikalischen Theorie über das „Anfangs“-Szenarium des expandierenden Universums gibt es aber keinen Außenraum (in der mathematischen Beschreibung nennt man den „Einbettungsraum“). Das Universum ist nicht „eingebettet“. Und es fliegen auch keine Teile auseinander. Insbesondere keine Atome, Galaxienoder Galaxienhaufen, denn die gibt es in dieser Phasenoch gar nicht.
Die Bezeichnung „big bang“ ist eine Erfindung des Physikers Fred Hoyle Ende der 40er, der die von Lemaitre aufgestellte Expansiontheorie bestritt und sich damitüber sielustig machte. Ihm zu Ehren hat man diese - fürLaien natürlich irreführende - Bezeichnung beibehalten. Ebenso wie in einem anderen Kontext von George Gamov erfundene bezeichung "black hole"für ein Objekt, das im physikalischen Sinne gar kein Loch ist.
Was im Universum expandiert, ist also nicht Materie in einem (schon vorhandenen) Raum, sondern der Raum selbst. Was damit gemeint ist, läßt sich eigentlich nur mathematisch sinnvoll beschreiben, aber das anschauliche Bild einer Gummimembran, die auseinandergezogen wird, ist ein gutes Analogon: Du malst Punkte auf diese Membran, die für feste Orte stehen, an denen sich matrielle Körper befinden. Wenn du diese Mebran nun auseinanderziehst, vergröößern sich die Abstände zwischen diesen Punkten. Aber sie bewegen sich nicht voneinander weg, sie bleiben alle dort, wo sie sind. Es ist nur der Raum „= die Gummimembran“, der expandiert.
Korrekt(er) sollte man also sagen, die Objekte (z.B. Galaxien) „entfernen sich“ nicht voneinander, aber dennoch wird ihre Distanz immer größer.
Früher nahm man in der physikalischen Kosmologie an, dass das (beobachtbare) Universum bzw. genauer: der Raum, in dem sich die Materie befindet, sei gekrümmt (eine Schlußfolgerung aus der Allgemeinen Relatrivitätstheorie). Und die Raumexpansion stellte man - analog in einem 2-dimensionalen Modell - durch einen Gummiballon dar (mit den „materiellen“ Punkten auf seiner Oberfläche), der aufgeblasen wird. Die Geometrie dieses Universum sollte eine sogenannte „Sphärische Geometrie“ sein, wie man sie - im 2-dimensionalen Modell des 3-dimensionalen Raums - in der Oberfläche einer Kugel hat (die Dreieck-Winkelsumme ist größer als 180°). Dementsprechend konnte dem Universum ein endliches, aber expandierendes, Volumen zuordnen.
Dies Theorie ist seit einigen Jahren durch Beobachtungen widerlegt worden: Die Geometrie des Universums ist eine „Euklidische Geometrie“, die Raumkrümmung ist Null. Im 2-dimensionalen Modell ist das einer „flach“ ausgespannten Gummimembran analog. Dementsprechend hat das Universum auch nicht mehr ein endliches Volumen. Im 2-dim Modell entspricht zwar der beobachtbare Teil des U einem Kreis (mit ca. 40 Milliarden Lichtjahren Radius), aber es gibt keinen Anlaß zu der Annahme, dass der Raum jenseits des beobachtbaren Bereichs eine Grenz hat. Somit geht man physikalisch heute davon aus, dass das Universum räumlich unendlich ist.
Damit ist verbunden, dass es auch retrospektiv immer schon unendlich war. Und die „Urknall“-Theorie, die - die Expansion rückwärts betrachtend - auf einen Quasi-Punkt abzielte (in Wirklichkeit ist die physikalische Beschreibung aber bereits ab einem Durchmesser von 10-33 cm vorerst nicht mehr möglich), bezieht sich lediglich auf das begrenzte Raumvolumen des beobachtbaren Universums.
Zusammengefaßt: Das Universum ist unendlich, und es ist „euklidisch“, also „flach“. Theoretisch sind jedoch auch Modelle möglich (und werden auch in Betracht gezogen), in denen das U zwar flach, euklidisch, und jedenfalls unbegrenzt, aber dennoch endlich ist. Denn (wiederum im 2-dim Modell) auch eine Zylinder-Oberfläche ist euklidisch = flach und ebenso die eines Torus.
Und beide sind unbegrenzt, aber endlich (der Zylinder zumindest in einer seiner 2 Dimensionen).
Das Modell eines toroidalen Universums ist dabei besonders interessant. Es würde sich nämlich nach in einer bestimmten Entfernung identisch (!) wiederholen. Und zwar in allen drei Raumrichtungen.
Die von dir angesprochenen Vielwelten-Theorien sind derweil ein ganz anderes Thema …
Gruß
Metapher
Warum verbreitest du so einen kompletten Unsinn im w-w-w? Dadurch wird der Fragende doch nur noch mehr verwirrt, wo die befragte Angelegenheit doch eh schon für Laien kompliziert genug ist. Wäre es nicht fairer, wenigstens hier in den naturwisswenschaftlichen Brettern das Posten zu unterlassen, wenn man es selbst nicht versteht?
MfG
Metapher
Hallo Metapher,
Deine Ausführungen hören sich für mich (leider) Laien so an, dass
a) Krümmung des Raums und Enstehung des Raums beim Urknall (und die schwer verständlichen Beispiele mit 2D/3D-Sprung) fallen qausi wieder weg und der Raum ist doch eher so, wie ihn sich der Laie vorstellt?
b) Hätte es im Raum einen zum Urknall unbewegten und weit entfernten Beobachter gegeben, so hätte er die Expansion nach Urknall beobachten können? (unter Berücksichtigung der Lichtlaufzeit)
Nein.
Grundsätzlich leben wir in einem 4-dimensionalen Raum, der Raumzeit.
Zu einer Positionsangabe (Länge, Breite und Höhe) gehört auch der Zeitpunkt.
Der Punkt vor deinem PC, wo du gerade sitzt, kann vor 10Mio. Jahren mitten in einem Vulkan gelegen haben, unter den Meeresspiegel oder auch 63m über den Boden.
Zudem kannst du auch immer nur zu einem bestimmten Zeitpunkt irgendwo sein.
Der Urknall hat aber die Raumzeit erst erschaffen, insofern gibt es mit unseren Begriffen kein Ausserhalb und folglich gar keinen Punkt in der Raumzeit, von welchem aus der Urknall beobachtet werden könnte.
Laut der aktuellen Superstring-Theorie besteht de ganze Raum aus 9 Dimmensionen, wovon 5 do zusammengefallen sind, dass wir sie gar nicht wahrnehmen können. Und die 4-Dimmension (die Zeit) hat auch ihre Tücken. Wir bewegen uns in der Zeit immer nur vorwärts und können diese Bewegung gar nicht beeinflussen.
Nun nochmals zu den Flachländerchen:
Ihre Welt hat eine Länge und eine Breite, aber keine Dicke. Keine Dicke bedeutet aber, dass es auch keine Atome, so wie wir sie kennen, gibt! Ein Atom hat nun mal 3 Dimensionen!
So ein Flachländer-Universum könnte sich also mitten in deinem Wohnzimmer befinden, du kannst es aber gar nicht wahrnehmen!
Damit sich dein Beobachter ausserhalb unseres Universums aufhalten kann, müsste er mindestens eine Dimension mehr haben als unsere Raumzeit. Ein Ausserhalb ist erst mit einer zusätzlichen Dimension festlegbar.
Dann kann er aber unser Universum gar nicht wahr nehmen, so wie du die Flachländer.
Lustig wird es schon, wenn du dir jemanden vorstellst, der sich in auch in der Zeit frei bewegen kann.
So wie du um ein Haus herumgehen kannst und dir so die Hütte von Vorne und von Hinten ansehen kannst, könnte er sich die Vergangenheit und die Zukunft ansehen. Da dann die Zeit keine Konstante ist, gäbe es für denjenigen aber keine Lichtgeschwindigkeit. Seine ganze Physik wäre eine ganz andere als unsere.
Mit einem Spiegel kannst du ein Haus gleichzeitig von Vorne und von Hinten betrachten. Unser Freund könnte mit einem „Zeitspiegel“ Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft zugleich sehen. Sein Bild unserer Welt würde dann aber eher so aussehen wie wird das von Lanzeitaufnahmen her kennen:
Nur mit einer „Belichtungszeit“ über Jahrtausende …
MfG Peter(TOO)
Zum Glück hat der Frager ja deine ausgesprochen laienverständliche Antwort bekommen.
Hallo Peter,
ich kenne diese ganzen Analogien seit 30 Jahren und verstehe sie mehr oder minder (nicht). Auch die Eigenschaften einfacheren Effekte der Raumzeit. Zum ersten mal seitdem stellt ein akademisch hier bewanderter und auch ansonsten scharfer Geist die Raumkrümmung und -Entstehung wieder in Frage und sagt:
Dann verstehe ich nicht mehr, warum es nicht z.B. in diesem Raum einen weiteren Urknall gegeben habe könnte mit ähnlichen Galaxieen, die sich irgendwann auch räumlich überschneiden. Oder einen externen Beobachter hervorbringen.
Wegen der doofen Lichtgeschwindigkeit und dem Alter unseres Universums, können wir nur einen Raum von etwa 13 Mrd. Lichtjahren betrachten.
Also vereinfacht eine Kugel mit 26 Mrd. LJ Durchmesser mit uns im Zentrum.
Allerdings sehen wir immer nur in die Vergangenheit. In 13Mrd. LJ Abstand stehen wir nur was da vor 13Mrd. Jahren mal war, was da jetzt gerade los ist, sehen wir erst in 13 Mrd. Jahren. (Ist in Wahrheit noch etwas komplexer.)
Wenn jetzt z.B. vor 8Mrd. Jahren ein weiterer Urknall in 10Mrd. LJ abstand gewesen wäre, können wir diesen aber nie sehen. Deren Universum hat dann aber nur einen Radius von 8 Mrd. LJ, unser Urknall wäre für sie 5 Mrd. Jahre hinter diesem Horizont und somit unsichtbar.
Nach der Superstring-Theorie ist der Urknall der Zusammenbruch von 9 Dimensionen auf 4, welche unsere Raumzeit bilden.
Allerdings muss ein weiterer Urknall nicht auch ein Zusammenbruch auf unsere 4 Dimensionen bedeuten, es müssen nicht einmal zwingend 4 Dimensionen sein. Solche Universen wären für uns nicht sichtbar.
Bei der Reduktion von 9 auf 4 Dimensionen gibt es vereinfacht 25 = 32 Möglichkeiten. Nun ist unsere Zeit aber mehr nur eine halbe Dimension.
Allerdings sind dies alles nur Theorien. Was wir beobachten lässt sich mit den Theorien erklären, aber niemand weiss ob die Wirklichkeit auch so ist!
Das die aktuellen Theorien nicht wirklich stimmen, erkennt man an den Problem der Dunklen Materie und der Dunklen Energie. Wir beobachten etwas, was sich mit den aktuellen Theorien nicht erklären lässt, da ist also noch der Wurm drin. Entweder fehlt noch etwas an den Theorien oder sie sind grundsätzlich falsch, momentan weiss das noch keiner.
Noch vor 10 Jahren wusste niemand ob Planten, bei der Entstehung eines Sonnensystems, die Regel oder eine Ausnahme sind. Mittlerweile haben wir die Möglichkeit Planten nachzuweisen und, zumindest in unserer Galaxie, scheinen Planeten der Regelfall zu sein.
Da Planeten die Voraussetzung für Leben sind, zumindest so wie wir es kennen, Somit sind wir mit grösster Sicherheit nicht alleine im Universum. Dies bedeutet aber nicht, dass wir mit ausserirdischem leben auch in Kontakt treten können oder werden.
MfG Peter(TOO)