Hallo Radioactiveman5,
da trägst Du ein paar Missverständnisse mit Dir herum... vielleicht aus eher schlechten Videos oder Dokus?
im unendlichen Raum
Wir wissen nicht, ob das gesamte Universum endlich oder unendlich groß ist.
Das beobachtbare Universum ist endlich groß - über den Rest können wir nichts sagen.
Wenn wir davon sprechen, dass das Universum beim Urknall winzig war, dann ist damit aber immer das Volumen gemeint, das sich bis zum heute beobachtbaren Universum seit damals ausgedehnt hat.
Streichen wir also einmal dieses unendlich aus der Fragestellung:
Ist die gesamte Materie im (...) Raum lokal konzentriert, oder füllt sie ihn gleichmäßig aus?
Es ist wichtig zum Verständnis hier, dass die Physik den Urknall NICHT als eine Explosion beschreibt, die konzentrierte Materie in einen bis dahin leeren Raum schleudert.
Ganz im Gegenteil ist beim Urknall die Energiedichte überall im Raum extrem gleichmäßig. Der Urknall ist der Moment der höchsten Gleichverteilung der Energiedichte.
Der Raum beginnt sich beim Urknall auszudehnen. Dabei kühlt das Universum aus, weil sich die Energiedichte durch die Ausdehnung abnimmt. Das führt dazu, dass sich die im Raum bis dahin nur als Strahlung stabile Energie in stabile Materie umwandelt. Die Materie friert deshalb in den ersten Sekunden des jungen Universums tatsächlich überall im Raum aus.
Schlecht möglich, wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Galaxien endlich ist.
Wie gesagt: Die Materie friert beim Urknall überall im Raum aus. Entsprechend verklumpt sie auch überall über die ersten Jahrmillionen hinweg zu Sternen und Galaxien. Die Galaxien müssen sich also nicht erst irgendwohin bewegen, um ungefähr gleichmäßig im Universum verteilt zu sein... sie bilden sich überall im Raum.
Die Fluchtbewegung der Galaxien, die wir beobachten, ist auch keine Eigenbewegung der Galaxien durch den Raum. Was wir sehen, ist die Expansion des Raumes selbst - die darin eingebetteten Galaxien werden quasi wie Rosinen in einem aufgehenden Hefeteig auseinander getragen.
Dass das Universum auf hinreichend großen Maßstäben tatsächlich so homogen ist (die Materie also wirklich auf hinreichend großen Maßstäben so gleichverteilt ist, dass das Universum für Beobachter an vielen verschiedenen Orten im Raum statistisch genauso aussieht), ist übrigens in Messungen bestätigt. Wichtig ist dabei, dass wir wirklich von sehr großen Maßstäben sprechen müssen. Schauen wir auf zu kleinen Skalen, sehen wir Galaxienhaufen und Voids.
Warum spricht man dann z.B. vom flachen Universum?
Ein "flaches Universum" bedeutet, dass in dem Raum, in dem wir leben, die euklidische Geometrie gilt. Das ist also eine mathematische Eigenschaft des Raums. Unter anderem gilt in einem "euklidischen Raum", dass die Winkelsumme in Dreiecken 180° beträgt. Auf einer Kugeloberfläche gilt das zum Beispiel nicht, da ist die Winkelsumme im Dreieck größer.
Die Flachheit des Universums ergab sich aus Messungen ab den späten 1990ern und um die Jahrtausendwende bis hin zu den neuesten Daten, die vom PLANCK-Satelliten geliefert wurden. Vermessen wurden hierfür die "Anisotropien der kosmischen Hintergrundstrahlung". Sehr lax gesagt sind das die "Sprenkel" in diesem Bild:
Die kosmische Hintergrundstrahlung ist das erste Licht, das sich nach dem Urknall im jungen Universum ausbreiten konnte, etwa 380 000 bis 400 000 Jahre nach dem Urknall. Die "Sprenkel" stehen für winzige Temperaturschwankungen - wir sprechen etwa von der fünften Nachkommastelle. Diese entsprechen winzigen bis dahin entstandenen Schwankungen in der Materiedichte. Sie sind damit so etwas wie die allerersten Keimzellen für die Galaxien, die wir heute sehen.
Nun kann man sich diese Sprenkel anschauen und mit den Formen vergleichen, die heute aus ihnen geworden sind. Und dabei kann man berechnen, wie diese "Galaxien-Embryos" aussehen müssten, wenn das Universum einer euklidischen Geometrie gehorcht - oder wie sie aussähen, läge eine andere Geometrie vor.
Und wenn man das macht, dann kommt eben raus, dass die Daten am besten zu einem Universum passen, in dem euklidische Geometrie gilt.
Hier findest Du das noch etwas genauer erklärt.
Grüße