Wie kann das Universum zwar endlich sein, aber keinen Rand haben?
Es gibt in unserem Universum ja den beobachtbaren Teil und einen anderen Teil, der nicht sichtbar ist. Wie kann man dann eigentlich wissen, dass das Universum nicht unendlich groß ist?
Und kann man von der Erde aus einige äußerste Sterne sehen oder sind wir umgeben von dem nicht beobachtbaren Universum? 🌟⭐🌟🪐🌏
Vielen Dank für Antworten schon einmal. 🙂
8 Antworten
Diese Frage berührt einige tiefgründige Konzepte aus der modernen Kosmologie. Die Idee, dass das Universum endlich sein kann, aber keinen Rand hat, ist eng mit der Krümmung des Raums verknüpft und wird oft im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie und der modernen Kosmologie diskutiert. Hier ist eine Erklärung:
In der klassischen Vorstellung von Raum und Zeit kann man sich das Universum oft als eine Art dreidimensionale Fläche vorstellen, die in die vierte Dimension der Zeit eingebettet ist. Wenn das Universum endlich ist, bedeutet das, dass es eine begrenzte Ausdehnung hat - es gibt eine maximale Entfernung, die man in jeder Richtung zurücklegen kann, bevor man wieder zum Ausgangspunkt gelangt.
Die Vorstellung, dass das Universum keinen Rand hat, basiert auf der Idee, dass der Raum gekrümmt ist. Stellen Sie sich vor, Sie leben auf der Oberfläche einer Kugel. Diese Kugeloberfläche hat keine scharfe Begrenzung oder Kante, aber sie ist dennoch endlich. Wenn Sie auf der Oberfläche der Kugel in eine Richtung gehen, werden Sie schließlich wieder am Ausgangspunkt ankommen, ohne jemals eine scharfe Kante zu erreichen.
In ähnlicher Weise kann der Raum im Universum gekrümmt sein, aber auf eine Weise, die es ermöglicht, dass er endlich ist, aber keinen Rand hat. Dies wird oft als "geschlossene" Krümmung bezeichnet. In einem solchen gekrümmten Raum können sich Lichtstrahlen und Raumkurven auf scheinbar paradoxale Weise verhalten, die dazu führen, dass das Universum endlich ist, aber dennoch keine klare äußere Begrenzung aufweist.
Es ist zu anzumerken, dass dies komplexe Konzepte sind, die nicht leicht in eine einfache Analogie übertragen werden können. Die tatsächliche Struktur und Natur des Universums sind immer noch Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Forschung und Diskussion. Kosmologen verwenden mathematische Modelle und Beobachtungsdaten, um verschiedene Möglichkeiten zu erforschen, wie das Universum beschaffen sein könnte. Das Bild, das wir von der Struktur des Universums haben, könnte sich mit zukünftigen Entdeckungen weiterentwickeln.
mfe
auch die Erdoberfläche hat keinen Rand und ist doch endlich. Im gleichen Sinn kann es auch Universen geben, deren Raum endlich aber ohne Wand ist.
Die gängigen Metriken des Universums sind die möglichen Lösungen der Feldgleichungen unter bestimmten Voraussetzungen (Homogenität und Isotropie): positive Krümmung (wie eine Kugeloberfläche, endlich aber ohne Grenze), negative Krümmung (wie eine Sattelfläche, unendlich) und der Grenzfall, Krümmung null (wie eine Ebene, unendlich).
Der derzeitige Stand der Messungen deutet auf Krümmung null oder auf ein extrem großes positiv gekrümmtes Universum (sog. flaches Universum) hin. Sehen können wir ohnehin nur Objekte bis zum Partikelhorizont in ca 46 Mrd LJ Entfernung. Ein Ende im Sinne einer Wand gibt es in keinem Fall, und damit auch keinen "Raum außerhalb des Raumes, in den sich das Universum ausdehnt".
Der Beobachtungshorizont (Partikelhorizont) ist nur eine Sichtgrenze des beobachtbaren Universums von uns aus gesehen, ähnlich wie der Horizont der Erdoberfläche auch nur eine Sichtgrenze ist. Zudem hat jeder Punkt im Universum seinen eigenen Beobachtungshorizont, ein Beobachter, der z.B. von uns 1 Milliarde Lichtjahre entfernt wäre, könnte von uns aus gesehen quasi eine Milliarde Lichtjahre ins unsichtbare Universum schauen. Man kann nicht sicher sagen, ob das gesamte Universum unendlich ist, aber unbegrenzt (also im Sinne einer festen Grenze) ist es auf jeden Fall, da sich das Universum mit dem Raum ausdeht und nicht in einem existierenden Überraum. Objekte im unsichtbaren Universum (z.B. Galaxien) kann man nicht sehen, da sich von uns aus gesehen das unsichtbare Universum mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt und das Licht uns von dort nicht erreichen kann
Eine anschauliche Antwort findest du hier
Aufgrund meines begrenzten Wissens, kann ich dir einfach keine verbindliche Antwort geben und halte es für unrealistisch, das du die von einem anderen Menschen bekommen kannst. Theorien wie "es ist" gibt es ja viele.
Die Idee, das Universum könnte einen „Rand“ haben, ist ziemlich bizarr, weil ja verschiedene Orte des Universums dann verschiedenen Abstand zum Rand hätten und das Universum nicht mehr gleichförmig wäre. Aber Ungleichförmigkeit klingt komisch und wird auch von den Beobachtungen nicht unterstützt, also ist die Idee mit dem Rand wohl eine Schnapsidee.
Jede geschlossene Linie oder Fläche (z.B. Kreislinie oder Kugeloberfläche) zeigt Dir, daß etwas auch randlos endlich sein kann.