Flaches Universum?
Das Universum ist flach. Aha.
Kurz nach Ende der Inflationsphase hatte es die Größe eines Basketballes. War es also kugelförmig?
Ich kann mir "flach" in Bezug auf die Form des Universums nicht vorstellen. Wie ein Blatt Papier, also 2-dimensional?
Ich würde das gerne verstehen. Danke für Eure Antworten.
10 Antworten
ich kann mir "flach" in Bezug auf die Form des Universums nicht vorstellen. Wie ein Blatt Papier, also 2-dimensional?
Zusätzlich zu dem was Mertis gesagt hat:
Flach ist ein geometrischer begriff in diesem Kontext.
Es gibt 3 verschiedene Geometrien. Einmal die Flache oder auch Euklidische geometrie genannt. (Das was wir in der schule lernen)
Dann die Positiv gekrümmte. (z.b. die oberfläche einer kugel)
Und dann die Negativ gekrümmte. (z.b. die Oberfläche eines sattels.)
In diesen 3 geometrien gelten verschiedenen regeln. So kann man auf einer Kugel ein Dreieck zeichnen das 3 90 Grad winkel hat. Das ist auf einem blatt papier nicht möglich.
Auch paralelle linien verhalten sich anders. Wenn wir 2 dinge haben die exakt geardeaus in die selbe richtung mit einem gewissen abstand bewegen. (2 paralelle geraden)
Dann Wird der abstand in einer Flachen geometrie für immer exakt gleich bleiben.
In einer Positiv gekrümmten geometrie wird der abstand sich verringern bis sie sich treffen.
Und in einer Negativ gekrümmten geomterie wird der abstand grösser.
Eine gekrümmte 3 Dimensionale Geometrie können wir uns nicht vorstellen. Aber in einem Raum sind die effekte identisch.
Und wir können sie auch prinzipiell beobachten. Denn Materie krümmt den raum positiv. Das ist genau der grund warum Gravitation existiert und sich 2 Objekte die zueinander eine entfernung haben und sich aber nicht relativ zueinander bewegen. Anfangen aufeinander zu zu beschleunigen.
Das ist aber dann nicht mit dem Flachen universum gemeint. Diese krümmungen sind die hügel und täler nur loakle phänomene.
Was in deinem fall gemeint ist ist die frage nach einer generellen von der Gravitation unabhängigen form der Krümmung des raumes.
Und soweit wir das bis jetzt ermitteln konnten. Erscheint uns das universum eben flach. (Es könnte aber sein das eine Existierende krümmung so klein ist. das wir sie schlichtweg nicht messen können)
Das ist ein bisschen schwierig. Flach bezieht sich nicht auf den Raum (in Form eines blattes Papier).
Es gibt verschiedene Modelle wie man die Entwicklung des Universums beschreiben kann. Mit das Bekannteste ist das Lambda-CDM-Modell.
Darin gibt es verschiedene Parameter und man stellt fest dass die tatsächliche Entwicklung des Universum in diesem Modell am besten beschrieben wird, wenn einer dieser Parameter in etwa 1 beträgt. Wenn das der Fall ist, dann hat das Universum mathematische Eigenschaften welche man als "flach" bezeichnet. Anscheinend, sofern das Modell stimmt und unsere Beobachtung korrekt ist, ist unser Universum also "flach".
Dabei geht es aber nicht um das umgangssprachliche "flach" sondern dass die Raumzeit (nicht der Raum) ein mathematische Eigenschaft genannt "flach" aufweist.
siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Flache_Mannigfaltigkeit
Warum das Universum anscheinend genau solche Eigenschaft hat, bzw. wieso es sich so verhält ist übrigens weitgehend unklar.
Flach oder nicht, jede Vorstellung davon ist letztlich nur eine Annaeherung. Dass es rund wie ein Ball ist, ist ein einfaches Modell, aber nicht das einzige sinnvolle. 'Flach' wie ein Blatt Papier ist natuerlich nicht realistisch, 'flach' ist ein Fachbegriff mit anderer Bedeutung. Eine hilfreiche Vorstellung ist, dass es keinen Mittelpunkt im Universum gibt. Das kann man sich wie eine Kugeloberflaeche vorstellen, nur eben nicht geometrisch zweidimensional, sondern dreimensional. Wobei die Oberflaeche zu einer Kugel ohne Innenraum gehoert. Bei einer Ausdehnung entfernen sich alle Punkte relativ voneinander weg, und nicht von einem Mittelpunkt aus.
das ist ein Bild, bei dem dreidimensionaler Raum um eine Dimension gekürzt wird und als Fläche erscheint. Damit werden die topologischen Eigenschaften des Raums auf topologische Eigenschaften von Flächen abgebildet, insbesondere die Krümmung. In einem positiv gekrümmten Universum hätten große Dreiecke zB eine Winkelsumme von mehr als 180°, in einem negativ gekrümmten weniger als 180°.
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 (sog. flaches Universum) oder auf ein extrem großes positiv gekrümmtes Universum hin.
Das Universum ist flach
ja, danach sieht es aus. das bedeutet zB dass sich der abstand zweier parallelen geraden nicht ändert oder dass die winkelsumme eines dreiecks 180° beträgt. in einer gekrümmten geometrie würde das nicht gelten.
Kurz nach Ende der Inflationsphase hatte es die Größe eines Basketballes
das kann sich nur auf das "beobachtbare universum" beziehen. denn wie groß das gesamte universum ist wissen wir nicht. mit sicherheit sehr viel größer als der von uns prinzipiell beobachtbare teil, möglicherweise auch unendlich groß.
das "beobachtbare universum", jener teil des universums aus dem uns seit dem urknall prinzipiell information erreichen konnte, ist per definition eine kugel mit dir im zentrum. das sagt aber nichts über das gesamte universum aus. und auch der raum in diesem beobachtbaren teil ist im obigen sinne flach.
die aussage "Kurz nach Ende der Inflationsphase hatte es die Größe eines Basketballes" bezieht sich auf die damalige größe jenes bereichs, den wir heute das "beobachtbare universum" nennen
Ist das so? Ich hatte bisher gedacht, die "Basketballgröße" bezöge sich auf das gesamte Universum.
nein. da niemand weiß wie groß das gesamte universum ist. man kann nur untere grenzen angeben.
(so gesehen könnte man schreiben "am ende der inflationsphase hatte das universum mindestens die größe eines .... , aber möglicherweise war es auch unendlich groß". aber das steht da nicht, und somit kann es sich nur um die größe des beobachtbaren universums handeln)
Da sind dann die Darstellungen in den populärwissenschaftlichen Dokumentationen zu kurz, zu ungenau. Danke, hab's verstanden.
Du beschreibst das "heutige" Universum. Ich bezog mich aber auf das junge Universum kurz nach dem Urknall und nach dem Ende der Inflation.