Nicht einig über die Größe des Weltalls?

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14 Antworten

Hallo Munchy,

warum das so viele Menschen sagen weiß ich nicht. Ich kann Dir nur erklären, warum Astrophysiker sagen, dass wir nicht wissen, ob das Universum insgesamt unendlich groß ist.

Der Grund ist eigentlich banal: Wir können es über unsere Beobachtungsdaten nicht ausschließen.

Wichtig ist aber ein sauberer Sprachgebrauch:

Unser beobachtbares Universum ist natürlich nur endlich groß. Und wir sitzen sogar im Zentrum. Das ist allerdings bei jedem Horizont so: Wenn Du auf's Meer hinaus fährst bist Du auch der Mittelpunkt Deines Horizontkreises. Jeder Beobachter in jeder beliebigen Galaxie hätte den Eindruck, er wäre gerade in der Mitte des beobachtbaren Universums. Und zwar einfach deshalb, weil das Licht aus allen Richtungen gleich lang Zeit hatte, uns zu erreichen.

Nun ist die Expansionsrate des Universums aber so, dass die Rotverschiebung entferntester Galaxien größer als die Lichtgeschwindigkeit ist. Obwohl mit dem Alter des Universums ja auch unser Beobachtungsradius wächst, wächst der Teil des Universums, den wir nicht sehen können, schneller.

Wir wissen deshalb auch, dass unser beobachtbares Universum sicher nicht alles ist - es ist nur ein Teil des gesamten Universums.

Wenn wir also fragen, ob das Universum unendlich ist, dann reden wir nie vom beobachtbaren Universum, sondern vom Universum als Ganzem.

Und hier gibt es eben verschiedene Möglichkeiten. Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie hat die Möglichkeit gekrümmter Raumzeit eröffnet. Der Raum hat also eine "Topologie". Unser Universum könnte eine in sich geschlossene Raumzeit haben und damit grenzenlos aber dennoch nur endlich groß sein.

Untersuchungen (zuletzt 2013 an der mit WMAP aufgenommenen Hintergrundstrahlung) ergeben aber, dass unser Universum wirklich bemerkenswert flach ist. Die Fehlergrenze für die Abweichung von der Euklidischen Geometrie ist nur noch 0,4%. Und eine mögliche Topologie, die zu einer derart flachen Raumzeit passt ist eben das unendlich große und flache Universum.

Wir können das unendliche Universum nicht ausschließen, weil es zu dem, was wir an Messdaten zur Topologie des Universums haben eben sehr gut passt.

Auch logisch kann man es nicht ausschließen:

Nein, der Urknall widerspricht NICHT einem unendlichen Universum, denn der Urknall sagt nur, dass unser beobachtbares Universum früher kleiner war - nahe am Urknall eben winzigst klein. "Urknall" sagt aber nicht, dass die Raumzeit an sich nicht bereits unendlich groß war.

Nein, Raumexpansion widerlegt nicht, dass das Universum unendlich groß ist, denn sie sagt nur, dass im Raum neue Raumzeit entsteht. Das Universum dehnt sich in sich selbst hinein aus - und das kann es auch mit einer unendlichen Raumzeit.

Nein, wegen des endlichen Alters des Universums widerlegt auch der dunkle Nachthimmel (Olbers Paradoxon) nicht die Unendlichkeit der Raumzeit.

Und der Denkfehler in Deiner Überlegung passiert hier:

Da es aber unendlich ist müsste es zwischen ein und der anderen Erde wieder unendlich Erden geben.

Nein. Auch in einem insgesamt unendlichen Raum können Abstände zwischen 2 Objekten endlich groß sein - und prompt muss es beliebig unwahrscheinliche Ereignisse eben nicht mehr dazwischen geben.

Wir haben leider zumindest im Moment keine Möglichkeit, herauszufinden, ob das Universum insgesamt endlich oder unendlich groß ist.

Und hier ein paar Links zu Astrophysikern dazu:

http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2014/07/21/ist-das-universum-unendlich-gross/?all=1

"Die Frage lässt sich schnell beantworten: Wir wissen nicht, ob das Universum unendlich groß ist oder nicht."

http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Is_the_Universe_finite_or_infinite_An_interview_with_Joseph_Silk

"Joseph Silk: No. We do not know whether the Universe is finite or not."

http://www.universetoday.com/119553/is-the-universe-finite-or-infinite/

"Whether the Universe is finite or infinite is an important question, and
either outcome is mindblenderingly fun. So far, astronomers have no
idea what the answer is..."

Grüße

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Kommentar von nax11
06.03.2017, 18:42

Hallo uteausmuenchen,

Deine obiger Text läßt eigentlich kaum Fragen offen....

Ich interpretiere es (hoffentlich richtig), daß die Raumzeit unendlich sein kann, aber nicht sein muß? Und daß die Materie im Universum etwas anderes als das Universum ist (habe ich bischer mehr oder weniger gleichgestzt) - also jenseits der allerfernsten (nicht mehr beobachtbaren) Objekte (sowohl bei unendlich, als auch bei extrem groß) reiche das Universum (Raumzeit) weiter?

Würde ein dortiger Beobachter dann in einer Richtung etwa das gleiche sehen wie wir, aber in Gegenrichtung nur noch vollständig leeren Raum?

Liege ich dann insofern richtig, daß die Masse des Universums begrenzt ist? - Ihre Verteilung wird mit zunehmender Größe des Raumes lediglich dünner, geht bei unendlich also gegen null?

Dazu eine etwas spekulative Frage...... 

Falls doch mehr Masse im Universum vorhanden ist, woher käme die? Die muß doch auch entstanden sein? Muß man dann nicht von mehreren parallelen "Urknallen" ausgehen (parallel im Sinn von plusminus paarmilliarden Jahren), die jeder für sich Masse erzeugt haben? Müßte man dann jedem Urknall gewissermaßen ein eigenes (materielles) Universum "zugestehen"?

Ich will damit keine Diskussion über irgendeinen spekulativen Zustand anregen! Ich frage mich aber, ob die Bezeichnungen noch stimmen, also ob ein unendliches Universum (abgrenzend zu einem endlichen) nicht eher Multi-(Uni-)versum heißen müßte?

Gruß

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Hallo Munchy,

du und deine Freunde verwechseln da vielleicht etwas. Die Unendlichkeit des Universums ist tatsächlich zumindest umstritten. Nehmen wir aber an er wäre unendlich, bezieht man sich bei dieser Aussage aber einzig auf den Raum, nicht auf die Materie. Unendlich Raum würde nicht bedeuten, dass dieser auch mit unendlich Materie gefüllt ist. Die Materie ist definitiv in ihrer Menge begrenzt, so uncharmant das vielleicht auch sein mag.

Ein großer Ozean bedeutet halt nicht zwangsläufig, dass es viele Fische gibt. Entsprechend ist also die Wasserstoffmenge begrenzt. Wasserstoff ist mit Helium, welches durch primordiale Nukleosynthese entstanden ist, das älteste Element im Universum. Der Rest entstand erst einige hundertmillionen Jahre später durch Kernfusionsprozesse in Sternen, die sich erst mal aus riesige Wasserstoffgebilden bilden mussten. Erst in diesen Sternen entstehen dann die schweren Elemente bzw. die schwersten gar mit dem Ableben des Sterns. Planeten wie die Erde brauchten also erst einen Stern, der für sie das Leben gegeben hat (das wiederum ist doch schon etwas charmant - fast romantisch, oder nicht?^^).

Jedenfalls kann es alleine schon deswegen nicht unendlich viele Planeten und Sterne geben, weil es schon keine unendliche Menge an Wasserstoff gab/gibt. Daher bedeutet zum Beispiel ein expandierendes Universums, welches wir aufgrund der Rotverschiebung beobachten können, nicht, dass ständig mehr Planeten und Sterne dazukommen, sondern dass sich Raum zwischen diesen setzt (Das Beispiel nehme ich lieber, weil wir das tatsächlich messen können. Die absolute Unendlichkeit hingegen nicht). Wir wissen nicht wieso oder warum, sondern beobachten es halt nur und gaben dieses Phänomen den Namen Dunkle Energie. Ob die Expansion anhält oder nicht, ist allerdings genauso unklar.

Dennoch ist es vielleicht ein Trost, dass es trotzdem unzählbar viele Planeten geben muss. Nicht unendlich, aber eben verdammt viele, wenn man davon ausgeht, dass es etwa 200.000.000.000 Galaxien im sichtbaren Universum gibt und davon jede Galaxie einige 100.000.000.000 Sterne hat, wovon sicherlich auch nicht wenige ein Planetensystem führen. Etwas Erdähnliches zu finden ist da sicher wahrscheinlich. Und da rede ich nicht von einem Gesteinsplaneten in der habitalen Zone, sondern auch von der recht genauen Größe, Zusammensetzung der Atmosphäre, Rotationsgeschwindigkeit der Sonne und des Planeten usw.

Auch wenn es wieder verdammt unfair ist, dass wir solche Planeten in einem Menschenleben niemals erreichen werden - nicht mal per einfachen Signalen.

Deine Rechnung geht übrigens auf, falls es unendlich viele Universen gibt. Da Multiversen allerdings ziemlich hypothetisch sind (und erst recht, dass es unendlich viele sind), will ich da nicht weiter drauf eingehen.

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Kommentar von uteausmuenchen
06.03.2017, 18:44

Die Berechnungen für die primordiale Nukleosynthese beziehen sich selbstverständlich nur auf das beobachtbare Universum.

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"Wenn das Universum unendlich groß ist muss es unendlich viele Erden geben. "

Prämisse unbeweisbar, alle Schlussvolgerungen sind damit rein spekulativ.
So arbeitet Wissenschaft nicht, die Prämisse muss auf Belegen beruhen.

Dass etwas unendlich groß ist lässt sich nicht beweisen weil man eben nicht ans Ende reisen kann, und damit bleibt die Frage nach einem Möglichen Ende offen.

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Lies zunächst http://greiterweb.de/spw/Urknall-Universum-Inflation.htm .

Anschließend sollte klar sein, dass Menschen nur einen winzig kleinen Teil des Alls einsehen können, dass von allem, was dahinter ist, uns kein Signal, kein Licht mehr erreichen kann und wir deswegen nicht wissen können, wie groß das All insgesamt ist. Es könnte durchaus unendlich groß sein.

Eine zweite Erde müsste es dennoch nicht geben (obgleich die Wahrscheinlichkeit sehr groß ist, dass es sehr viele Planeten gibt, welche der Erde recht ähnlich sind - auf jeden Fall ähnlich genug, dass Menschen dort leben könnten).

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Es gibt sehr wahrscheinlich keine aktual unendlichen Größen ("unendlich groß"), sondern nur potentiell unendliche Größen ("sich fortwährend ausdehnend").

Ich halte es für nahezu ausgeschlossen, dass das Universum unendlich groß ist. Die Natur arbeitet normalerweise auch relativ "effizient".

Hinter den kosmischen Mikrowellenhintergrund kann man prinzipbedingt kaum blicken, weil die Gesetze der allgemeinen Relativitätstheorie dies ab einem gewissen Punkt verhindern. Warum sollte die Natur Dinge hervorbringen, deren Existenz man nicht lediglich aufgrund mangelnder Messmethoden, sondern schon rein prinzipiell, aufgrund der Naturgesetze selbst, niemals beweisen oder widerlegen kann?

Es macht auch nicht wirklich Sinn, zu postulieren, dass "dort noch etwas ist". Eine wissenschaftliche Hypothese muss, wenn sie schon nicht verifizierbar ist, zumindest prinzipiell falsifizierbar sein. Die Aussage, dass es "hinter dem kosmischen Mikrowellenhintergrund noch etwas gibt", ist dies nicht. Sie ist damit "unwissenschaftlich".

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Das ist einfach ein Problem der menschlichen Denk- und Erfahrungswelt - was immer wir sehen, wir können es in seinen Grenzen erfassen und beschreiben - sei es eine Person, ein Haus, ein Wald oder ein See.

Alles fängt irgendwo an und hört irgendwo auf, wird durch etwas anderes abgelöst

Selbst wenn das Weltall begrenzt wäre - was käme dann, wovon würde es abgelöst? ;-)

Ob es unendlich viele Erden gäbe, ist Spekulation - klar ist nur, es gibt unzählige Planeten, auf denen Leben (nach unserem Wissensstand) möglich ist

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Kommentar von Omnios69
05.03.2017, 22:18

Es könnte in sich selbst zurückführen. Damit wäre es endlich, aber räumlich ohne Grenze.

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Es gibt einen Beobachtungshoriziont. Über diesen hinaus können wir nach aktuellem Stand des Wissens keine Erkenntnis gewinnen.
Diese Kugel ist wahrscheinlich kleiner als das existierende Universum, daher können wir über das Universum nichts endgültiges aussagen. Vielleicht sind die Gesetze der Physik dort anders ...

https://de.wikipedia.org/wiki/Beobachtbares_Universum

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Es ist nicht möglich eine eindeutige Aussage zur Größe des Universums zu treffen - oder ob es unendlich ist. Es ist momentan nicht messbar und so bleiben nur wissenschaftliche Theorien und Gedanken zur Annäherung an die Größe. 

Wenn das Universum nicht unendlich ist, was kommt dahinter? Wiederholt sich alles wieder als würde man sich im Kreis drehen (würde erklären warum eine Tangens-Kurve nachdem sie oben verschwindet "über unendlich" unten wieder auftaucht :-) )? Ist da eine Wand oder das absolute nichts? Weiß keiner sicher...

Man kann die Bewegung einzelner Himmelskörper messen und zusammenhängend daraus Schlüsse über die Ausdehnungsgeschwindigkeit oder die Größe ziehen aber eine genaue Aussage lässt sich nicht Treffen.

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Das was wir als Universum bezeichnen ist nicht alles. Das was wir sehen ist logischer weise nur das Sichtbare Universum. 

Du musst genauer sein. Wenn du mit Universum die Materie meinst dann ist es nicht unendlich da wir nicht unendlich Materie haben. Wenn du mit Universum den raum meinst dann ist es unendlich, allerdings dehnen wir uns ja noch aus. Also sprich auch das ist nicht unendlich groß. Es ist verdammt groß aber eben nicht unendlich. Es dehnt sich aus. Vielleicht in eine art Hyperraum ? Vielleicht ist dieser ja unendlich.

Du verstehst das was falsch. Also es sieht so aus. Unser universum dehnt sich aus und es hat begrenzt Materie. Das bedeutet das es NICHT unendlich viele erden in unserem Universum geben kann. Eine exakte kopie der Erde in unserem Universum alleine ist schon sehr unwahrscheinlich. 

Du redest von einem Multi-Versum. Ein Mulitversum ist nichts anderes als jede mögliche version jedes universum in jeder zeit unendlich oft. Also sprich es gibt jede version eines Universum zu jeder zeit unendlich oft. Jede einzelne Version gibt es unendlich oft genau gleich. Und es gibt jede andere version unendlich oft.

Dann ist es ja logisch zu sagen das es die Erde unendlich oft genau so gibt wie sie heute ist.

Aber warum ist eine Kopie unserer Erde in unserem Universum so unwahrscheinlich ? Ganz einfach, stell dir die erde als einen Rubix Cube vor. Nur hat dieser nicht 9 Kästchen pro seite sondern sagen wir mal 9.000 auf 9.000 Kästchen pro seite. Das sind 81 Millionen kästchen pro seite. So die erde ist dieser Würfel wenn der Würfel geordnet ist. Also sprich wenn alle grünen kästchen bei den grünen sind etc. 

So es gibt also nur eine mögliche ordnung damit wir eine kopie der Erde haben. Das problem ist das es viel mehr Möglichkeiten für eine andere anordnung gibt. Du kannst ja mal ausrechnen wie viele. 

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Deine Schlussfolgerung ist richtig. WENN das Universum unendlich gibt, dann gibt es jede erdenkliche Individualität mehrmals, und zwar unendlich mehrmals. Womit jede Individualität zu einer Scheinindividualität degradiert würde.

Das ist für mich persönlich der wichtigste Grund, wieso ich die Idee der Unendlichkeit nicht mag.

Aber: Deine Schlussfolgerung ist zwar richtig, aber weder beweist noch widerlegt sie die Unendlichkeit des Universums.

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Kommentar von nax11
06.03.2017, 01:45

Mir gefällt die Idee auch nicht!

Sofern es ein Multiversum gibt, kann man sich streiten, ob es unendlich sei - sofern.

Aber unser Universum hat einen Anfang, der kosmologisch garnicht so weit entfernt ist - in 13.7 Mrd. Jahren kann sich ganz sicher nichts unendlich ausdehnen - egal wie schnell die Ausdehnung sein mag!

Und ein in sich geschlossener Raum ist genausowenig unendlich wie eine Kugeloberfläche. Die Kugel kann man berechnen und einen gekrümmten Raum auch - irgendwann und theoretisch jedenfalls.

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Da es aber unendlich ist müsste es zwischen ein und der anderen Erde wieder unendlich Erden geben.

nein. da steckt überhaupt keine logik drin.

es gibt unendlich viele ganze zahlen. würdest du behaupten, dass daraus folgt dass zwischen zwei ganzen zahlen wieder unendlich viele ganze zahlen liegen? natürlich nicht.

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Kommentar von Munchy
05.03.2017, 22:48

Zwischen Zahlen gibt es unendlich Zahlen, ja ;)

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Es wird immer wieder allgemein angenommen, dass das Universum unendlich sei. Und tatsächlich scheint es für unsere Vorstellungskraft einfach viel zu groß um es begreifen zu können. Aber wirklich unendlich kann es einfach nicht sein. Das widerspricht nicht nur allem was wir bis jetzt in der Natur erfahren und beobachten konnten, sondern auch dem was wir über die Entstehung des Universums wissen.

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Kommentar von Reggid
06.03.2017, 00:25

Aber wirklich unendlich kann es einfach nicht sein. Das widerspricht nicht nur allem was wir bis jetzt in der Natur erfahren und beobachten konnten, sondern auch dem was wir über die Entstehung des Universums wissen.

das ist nicht richtig.

die annahme eines unendlich großen universums passt zu allen beobachtungen und ist somit eigentlich die einfachste aller annahmen zur form des universums, welche mit messungen kompatibel ist (was natürlich nicht heißen muss, dass es wirklich so ist).

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Das Universum ist nicht unendlich groß, aber wächst durchgehend weiter. Das hat aber nichts damit zu tun wie viele Erden es gibt, es gibt nur eine.

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Kommentar von nax11
06.03.2017, 01:47

Erden gibt es per Definition nur eine einzige!

Bewohnte Planeten ... möglich, aber reine Spekulation...

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Kommentar von Ryuzakirax
06.03.2017, 02:58

Habe ich ja indirekt gesagt

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das Problem ist ja wohl geklärt

Olbers hieß der Typ aus Hamburg (Bremen ?)

wenn das Universum unendlich groß wäre, gäbe es auch unendlich viele Sterne, deren Helligkeit wäre unendlich (auch wenn die Helligkeit in der 2. Potenz abnimmt, so nimmt die Anzahl Sterne doch in der 3. Potenz zu), also irgendwo ist der Punkt erreicht wo es heller wird

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Kommentar von Abstauba
05.03.2017, 22:19

Licht kommt aber nicht weiter als der Hubble-Radius ... was nun ?

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Kommentar von Reggid
05.03.2017, 22:38

du sprichst das olbersche paradoxon an.

das ist aber gelöst, und zwar dadurch, dass das universum einen zeitlichen anfang hat.

dadurch ist, auch wenn es vielleicht unendlich groß sein sollte, der von uns prinzipiell beobachtbare teil immer endlich (genannt das beobachtbare universum).

über die größe des gesamten universums kannst du daraus also keine schlüsse ziehen

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Kommentar von uteausmuenchen
06.03.2017, 02:19

Hallo sagitarius01,

nein, das Olberssche Paradoxon beweist NICHT dass das Universum nicht endlich groß ist. Ein Paradoxon fällt, wenn nur eine Annahme, die es macht, zusammenbricht. In diesem Falle genügt das endliche Alter des Universums, die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit und die endliche Lebensdauer der Sterne:

  • Sterne leben nicht ewig, sondern nur ein paar 100 Millionen bis wenige Milliarden Jahre.
  • Das Licht dieser Sterne erreicht uns nicht sofort. Auch Licht breitet sich "nur" mit Lichtgeschwindigkeit aus. Diese ist zwar groß, gemessen an den Dimensionen des Universums aber dann doch wieder recht gemütlich.
  • Das Universum ist nicht unendlich alt. Es hat vor rund 13,8 Milliarden Jahren im Urknall begonnen. Sind Sterne zu weit weg, dann hat uns das Licht dieser Sterne in der Lebensdauer des Universums einfach noch nicht erreicht.

Ich habe das hier mal erklärt und auch zwei Fachartikel verlinkt:

https://www.gutefrage.net/frage/oberssche-paradoxon---weshalb-ist-der-nachthimmel-dunkel

Besonders der zweite erklärt sehr schön, warum die mittlere Sterndichte um 13 Zehnerpotenzen höher sein müsste, damit wir einen taghellen Nachthimmel haben könnten.

Grüße

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