Aus diesem Wissen entstand durch ein zurück Rechnen dieser Ausdehnung bis zu einem Zeitpunkt, wo die Ausdehnung noch gleich null sein musste, die Urknall-Theorie
wobei "ausdehnung gleich null" dir nichts über die größe des universums sagt. die ausdehnung des universums bedeutet dass die abstände zwischen den galaxien immer größer werden. s(t)=s0*a(t), wobei a(t) der sog. skalenfaktor ist der angibt um welchen faktor sie entfernungen zunehmen. a(t)-->0 ist der urknall. das sagt dir wie gesagt nichts über die absolute größe des universums. das kann auch unendlich groß sein, womit es zu jeden zeitpunkt a(t)>0 bereits unendlich groß war.
desweiteren ist der zeitpunkt a(t)=0 natürlich unphysikalisch. je kleiner a(t) wird wenn man zurück rechnet, umso größer werden energiedichte und temperatur. irgendwann ist man an einem punkt an dem die bedingungen so extrem sind dass unsere heutigen modelle nicht mehr gültig sind. wir WISSEN zB dass die allgemeine relativitätstheorie (welche man für diese "zurück rechnen" verwendet) iegendwann nicht mehr gelten kann, weil sie alle quanteneffekte ignoriert. eine theorie der quantengravitation haben wir aber nicht. alle ergebnisse die man ais so einem zurück rechnen über diesen punkt hinaus erhält (insbesondere eine "singularität" für a(t)=0) sind also völlig irrelevant, da sie theorie hier gar nicht mehr gültig ist.
Wenn aller Raum, der heute existiert, zum Zeitpunkt des Urknalls in einem Punkt vereint war,
was er in einem unendlich großen universum (was immer noch unser bestes modell ist welches zu allen daten passt) nicht war
weil der Raum, sowie auch die Zeit nach der Urknalltheorie erst mit dem Urknall entstanden ist
das ist auch so eine aussage die man erhält wenn man unphysikalisch einfach weiter rechnet wo unsere modelle gar nicht gelten. das ist völlig egal was hier rauskommt.
und das bedeutet, dass es logischerweise eine Art Grenze des sich ausdehenden Raums geben muss
nein. kein kosmologisches modell beinhaltet sowas wie eine grenze des raums.
wenn es unendlich groß ist, dann gibt es keine grenze.
wenn es endlich groß ist (was gut möglich ist, wir aber bisher noch keine hinweise darauf haben), dann wäre es positiv gekrümmt, so wie die oberfläche einer kugel als 2-dimensionales analogon (aber natürlich 3-dimensional, versuche gar nicht erst die das vorzustellen. das kann man sich nicht vorstellen, dafür gibt es die mathematik). auch eine kugeloberfläche ist von endlicher größe, hat aber keine grenze
Eine andere Frage, die mir zu dieser Thematik noch im Kopf herum geht ist die Frage, ob bei der Ausdehnung des Raums (zwischen den gravitativ gebundenen Systemen) neuer Raum - also quasi aus dem Nichts - entsteht, oder der schon vorhandene Raum sozusagen stattdessen so etwas wie gedehnt wird.
die metrik der raumzeit ändern sich so dass die räumlichen abstände um einen faktor a(t) zunehmen. wie du dass in worte fasst ("neuer raum entsteht" vs "raum dehnt sich") ändert nichts an der mathematik. was sollte denn der unterschied (physikalisch messbar) sein zwischen "neuer raum entsteht" und "raum dehnt sich"? solche beschreibungen in deutscher (oder einer anderen) sprache tun nichts zur sache. die sprache der physik ist die mathematik, und nur reale messungen zählen
Vakuum immer Quantenfluktuationen stattfinden, es also virtuelle extrem kurzlebige Teilchen gibt, die dauernd entstehen und sich gegenseitig sofort wieder auslöschen
liest man oft so, ist aber auch nicht korrekt. der vakuumzustand der quantenfeldtheorie ist zeitunabhängig. da ändert sich nichts und da hüpft auch nichts aus dem nichts raus.
da dies doch dem Energieerhaltungssatz widersprechen würde, oder?
in einer dynamischen raumzeit wie unser expandierendes universum gibt es in der tat keinen energieerhaltungssatz. weil es gar keine eindeutige globale definition von energie gibt.
