Die Form unseres Universums ist...

[Stephen]

rund, homogen/isotrop, flach, unendlich groß, diskret, zyklisch, nicht zyklisch... ???
Wahrscheinlich existieren noch viel mehr Theorien darüber. Die Tendenz der Wissenschaft geht aber inzwischen tatsächlich von "flach" aus. Wobei man tunlichst vermeiden solle, sich das Universum als eine Scheibe geschnittenes Brot vorzustellen, da sich durch die Raumkrümmung alles wieder relativieren würde.

Angenommen, das Universum sei tatsächlich flach - kann man das mit normalen Worten besser erklären als hier:
http://kosmologie.fuer-eilige.de/universum.htm

Gruß
Steffen

[tomS]

Schaut auch mal hier

http://abenteuer-universum.de/bb/viewto ... f=3&t=1436
http://abenteuer-universum.de/bb/viewto ... =79&t=1695

[Stephen]

sorry, habe ich übersehen/überlesen. Danke!

Euklidische Geometrie - noch nie was davon gehört....

Es gingen zwei Parallelen
ins Endlose hinaus,
zwei kerzengerade Seelen
und aus solidem Haus.

Sie wollten sich nicht schneiden
bis an ihr seliges Grab:
das war nun einmal der beiden
geheimer Stolz und Stab.

Doch als sie zehn Lichtjahre
gewandert neben sich hin,
da war's dem einsamen Paare
nicht irdisch mehr zu Sinn.

War'n sie noch Parallelen?
Sie wussten's selber nicht,
sie flossen nur wie zwei Seelen
zusammen durch ewiges Licht.

Das ewige Licht durchdrang sie,
da wurden sie eins in ihm;
die Ewigkeit verschlang sie,
als wie zwei Seraphim.

[gravi]

Wie Tom schon darauf hingewiesen hat, haben wir das Thema ja schon ausführlich diskutiert.
Man kann aber sagen "Die Form unseres Universums ist... unbekannt!" Eine exakte Aussage kann wohl niemand machen. Höchstwahrscheinlich ist es aber flach, folgt der euklidischen Geometrie. Das schließt dann allerdings so manche "exotische" Topologie aus, wie z.B. das Trichteruniversum oder den Donut- Kosmos: http://abenteuer-universum.de/kosmos/topo.html. Denn diese weisen Krümmungen auf, die wir in unserem All bisher nicht nachweisen konnten.

Gruß
gravi

[tomS]

Das schließt dann allerdings so manche "exotische" Topologie aus, wie z.B. das Trichteruniversum oder den Donut- Kosmos: http://abenteuer-universum.de/kosmos/topo.html. Denn diese weisen Krümmungen auf, die wir in unserem All bisher nicht nachweisen konnten.

Für diese Topologien existieren flache Geometrien, d.h. exakt verschwindende Krümmung.

[Stephen]

Hallo,

ich habe mir den Großteil der Diskussionen zu diesem Thema hier im Forum und die entsprechenden Links auf unserer Seite jetzt einmal genauer angesehen. Bis vor einigen Tagen hätte ich mit jedem Streit angefangen, der behauptet hätte, unser Universum sei nicht rund

Das Seltsame daran: Je mehr man sich in die Materie einarbeitet (und vielleicht glaubt, endlich mal wieder etwas begriffen zu haben), desto komplizierter wird der nächste Schritt, weil man doch wieder eines Besseren belehrt wird bzw. Fundamente einstürzen, an die man jahrelang geglaubt hatte...

Der Vulkanier Spock (Leonard Nimoy, inzw. auch schon 82 Jahre alt) von der USS Enterprise vertraute immer sehr gerne auf die Logik. Aber mit logischem Denken kann man das Universum scheinbar einfach nicht erklären...

Vieles sprengt aber auch unser Vorstellungsvermögen. So wurde eine Blondine in Hamburg einmal gefragt, ob Berlin oder die Sonne weiter von St. Pauli entfernt sei. Prompte Antwort: "Berlin muss weiter weg sein, die Sonne kann ich ja sehen..."

Gruß
Steffen

[Skeltek]

Krümmung ist strittig, denn sie war zuerst da und mitbestimmt ihren Inhalt.
Es ist vorstellbar, dass komplexere stabile Strukturen nur auf einer Grössenrelation ausflocken können, wo sich die Krümmung lokal fast weg hebt.
Umgekehrt angenommen:
Die Abhängigkeit unserer Existenz von der Krümmung verursacht möglicherweise die Skalierung, die die Krümmung für uns unter einen messbaren Schwellenwert rückt.

Es gibt ja auch keine Lebewesen die dich fragen, wieso es auf jedem bewohnten Planeten Nahrung gibt.

[seeker]

Warum sollte unsere Existenz davon abhängen, ob in unserer Gegend eine leichte Krümmung gegeben ist oder nicht?

Mir kommt ein Universum, das zeitlich (zumindest in Richtung Vergangenheit) endlich ist aber räumlich unendlich sein soll immer noch suspekt vor.

Die RZ um uns herum ist definitiv gekrümmt, wegen der ganzen Massen.
Das geht hinauf bis zu den Galaxienclustern und Filamenten.
Wir sitzen mitten in so einem Filament. Kann man das wirklich alles so genau bestimmen und herausrechnen und am Ende kommt exakt Null heraus?
Das glaube ich nicht.

Vielleicht ist das Universum einfach nur viel größer als der sichtbare Bereich (von einigen Mrd LJ), z.B. 1.000.000 Mrd LJ. Warum auch nicht?
Wenn man in einem Dorf festsitzt und nur bis zur Dorfmauer gucken kann, dann wird man auch glauben, dass die Erde die Krümmung Null hat, also eine Scheibe ist.

Grüße
seeker

[Stephen]

Mir kommt ein Universum, das zeitlich (zumindest in Richtung Vergangenheit) endlich ist aber räumlich unendlich sein soll immer noch suspekt vor.

Geht mir ebenso. Von der "Urknall-Theorie" ausgehend müsste es - logisch betrachtet - endlich (sowohl zeitlich als räumlich) und "kugelförmig" sein...

Obwohl selbst die Lichtgeschwindigkeit eine Größe ist, die sich nur abstrakt denkende Leute vorstellen können, ist sie eben nicht unendlich...

[Skeltek]

Aeh, Raumvolumen und Entfernungen sind Größenrelationen, genauso wie Zeitspannen.
Sie können nicht gleichzeitig Null werden. Wird eins von beiden Null, muss das andere Unendlich werden und umgekehrt.
Mir wäre auch egal ob das Volumen zu irgendeinem Zeitpunkt vor dem Urknall singulär wird.

Filamente hin oder her, der sichtbare Bereich des Universum ist winzig, möglicherweise ist Materie wie wir sie kennen nur in dem 10^80 Hubbleradien großen Bereich überhaupt möglich(weil es gerade hier relativ flach zu sein scheint).
Sollte unser Universum und Existenz wie wir sie kennen nur in flachen Bereichen des Universum möglich sein, ist die Frage nach Flachheit absolut überflüssig und nicht beantwortbar.
So wei beim Schrödingers Katze Analog, existiert nur das, was wir erfahren können. Nicht existierende Bereiche des Universums sind zumindest für uns nicht existent.

Erst wenn man zeigen kann, dass auch in krummen Bereichen des Universums Materie absolut homogen ausflocken kann, ist die Frage legitim.

[Pippen]

Verständnisfragen:

1. Wenn unser Universum flach wäre, dann wäre es möglich, dass sich die sichtbare und unsichtbare Materie in einem Kugelvolumen mit einem Radius von ca. 70 Mrd. LJ befindet (unser heute angenommenes Universum) und außerhalb dessen nur absolut! leerer Raum (Nichts). Oder würde das gg. irgendein phys. Gesetz verstoßen.

2. Gestern habe ich bei alpha centauri gehört, dass wir das Zentrum unserer Milchstrasse nicht sehen können, weil das sichtbare Licht durch Staubwolken abgelenkt wird...nur längerwelliges Licht kommt durch. Könnte es nach diesem Pinzip nicht die Möglichkeit eines unendlich alten und großen Universums geben, dass in der Entfernung von ca. 14 Mrd. LJ riesige Staubwolken hat, die das Licht anderer Sterne nicht nur auffängt, sondern REFLEKTIERT? Könnte damit nicht das Olbersche Paradoxon erklärt werden, nämlich: es gibt unendlich viele Sterne, aber nur das Licht relativ weniger Sterne kommt durch, der Rest wird durch Staubwolken oder ähnliches reflektiert, so dass diese Wolken sich auch nicht erwärmen und ihrerseits abstrahlen.

[wilfried]

Guten Tag

die Form den Universums ist sicherlich nicht flach. Denn: flach heisst alles befindet sich in einer konstanten Raumzeit und diese ist mehrdimenional.

Der Begriff flach hat nichts mit dem Begriff der Dimension zu tun, sondern mit dem Begriff der Raumkrümmung. Ein flaches Universum hat eben keine Raumkrümmung, dass heist der uns bekannte mehrdimensionale Raum ist homogen über das gesamte Universum verteilt und zeigt in seinen Eigenschaft an keinem Ort eine Änderung seiner Eigenschaft.

Ein gekrümmtes Universum ist ebenfalle ein mehrdimensionales, zeigt aber in seiner Ausdehnung keine Homogenität, sondern weist mehr oder weniger ausgepräge Krümmungen der Raumzeit auf.

Das entscheidene dahinter ist die Raumzeit und nicht die oft falsche Vorstellung: flach = zweidimenional, gekrümmt = dreidimensional.

Netter Gruß

Wilfried

[Stephen]

Hallo zusammen,

hier ein Link dazu, den ich mir natürlich nicht anmaße, ihn zu kommentieren...
http://www.focus.de/wissen/weltraum/ode ... 78693.html

Nur auf "Ich möchte NICHT Facebook-Fan werden" klicken, dann kann man alles lesen. Ich bin selber genervt davon
Seite 3 (von 3) finde ich besonders interessant...

So beginnt der Artikel (damit ihr in etwa wisst, ob sich der Klick lohnt):

Das Universum wird immer rätselhafter. Erst galt es als statisch, dann expandierte es, später zeigte sich, dass sich die Ausdehnung beschleunigt. Jetzt gibt es sogar Hinweise darauf, dass es rotieren könnte.
Unser Bild vom Universum wechselte in regelmäßigen Abstanden. Zuerst galt es als statisch, das heißt, die Galaxien und mit ihnen die Sterne und Planeten schwirren durch einen riesigen, aber unveränderlichen Raum. An diese Beschaffenheit des Alls glaubte zunächst auch Albert Einstein. Dann, im Jahr 1929, entdeckte der US-Astronom Edwin Hubble die Nebelflucht. Das Spektrum des Lichts der Galaxien verriet, dass sie sich allesamt von der Erde entfernen. Bald war klar, dass der Raum expandiert und die Sterneninseln mit sich reißt.

Quelle: siehe oben


Gruß
Steffen

[wilfried]

Tag Steffen

lassen wir uns doch von solchen Literaten nicht verrückt machen. Die Wortwahl "Achse des Bösen" sagt ja schon einiges. Ich schlage vor, solche Autoren nicht ernstzunehmen.

Eine Rotation ist natürlich nicht ausgeschlossen, sie ist durchaus annehmbar, denn eine Dynamik in einem Gebilde, in welchem sich viele Unterteile drehen, wird sich auch als Rotation des Gesamten eventuell bemerkbar machen oder kann sich bemerkbar machen. Das ist aber alles rein spekulativ gedacht und man sollte hier sehr vorsichtig sein eine Aussage zu machen.

Warten wir mal ein wenig ín Ruhe ab, was wir noch hören werden.

netter Gruß

Wilfried

[seeker]

Nur auf "Ich möchte NICHT Facebook-Fan werden" klicken, dann kann man alles lesen. Ich bin selber genervt davon

Die Erweiterung Adblock Plus stellt das im Firefox ab.

[Pippen]

Guten Tag

die Form den Universums ist sicherlich nicht flach. Denn: flach heisst alles befindet sich in einer konstanten Raumzeit und diese ist mehrdimenional.

Der Begriff flach hat nichts mit dem Begriff der Dimension zu tun, sondern mit dem Begriff der Raumkrümmung. Ein flaches Universum hat eben keine Raumkrümmung, dass heist der uns bekannte mehrdimensionale Raum ist homogen über das gesamte Universum verteilt und zeigt in seinen Eigenschaft an keinem Ort eine Änderung seiner Eigenschaft.

Ein gekrümmtes Universum ist ebenfalle ein mehrdimensionales, zeigt aber in seiner Ausdehnung keine Homogenität, sondern weist mehr oder weniger ausgepräge Krümmungen der Raumzeit auf.

Das entscheidene dahinter ist die Raumzeit und nicht die oft falsche Vorstellung: flach = zweidimenional, gekrümmt = dreidimensional.

Netter Gruß

Wilfried

Wenn ich dich richtig verstehe, dann wäre die Antwort zu meiner Frage 1: Sowas kann es nicht geben. Entweder das Universum ist flach, dann ist da überall Materie verteilt oder das Universum ist gekrümmt, dann wäre dort, wo du vom absolut leeren Raum sprichst, schlicht "nichts", d.h. das wäre außerhalb von Raum und Zeit.

Frage 2 würde mich noch interessieren, was ihr dazu sagt....

[wilfried]

Wenn ich dich richtig verstehe, dann wäre die Antwort zu meiner Frage 1: Sowas kann es nicht geben. Entweder das Universum ist flach, dann ist da überall Materie verteilt oder das Universum ist gekrümmt, dann wäre dort, wo du vom absolut leeren Raum sprichst, schlicht "nichts", d.h. das wäre außerhalb von Raum und Zeit.

Frage 2 würde mich noch interessieren, was ihr dazu sagt....

Lieber Pippen

auch hier gilt, was ich Dir in deinem anderen Beitrag schrieb. Lese und lerne erst einmal die Grundlagen zu verstehen. ich rede nicht von einem absolut leeren Raum. Den gibt es auch in dieser Form nicht, sondern nur in einer entarteten Form. Nur dann, wenn das Weltall einmal tatsächlich vollständig ausgekühlt wäre. Aber das ist ein ganz anderes Thema.

Auch für Deine Frage gilt: erst einmal lesen, sich informieren und dann schreiben. Nicht umgekehrt, ok?

Bleib lieber erst mal auf Grundlagen Niveau und schau Dich z.B. hier einmal um:
http://abenteuer-universum.de/bb/viewforum.php?f=72

Dort haben unsere Forenmitglieder eine Mange geschrieben und das in einfache Worte gekleidet. Schau Dir die Beiträge an und bevor Du jetzt wieder etwas schreibst suche einmal in Büchern Rat oder von mir aus auch im Internet.

einverstanden?

netter Gruß

Wilfried

[Pippen]

Ich gehe von einer geometrischen Vorstellung aus: Wir nehmen ein flaches Koordinatensystem (IWS=180°) mit Höhe (in Lichtjahren = LJ), Breite (in LJ) und Tiefe (in LJ), Nullpunkt ist unser Erdmittelpunkt. In dieses Koordinatensystem zeichnen wir (theoretisch) jedes Materieteilchen ein. Nach derzeitigen Spekulationen (unser U. habe etwa die Ausdehnung von 70 Mrd. LJ) hätte das "letzte" Teilchen also vllt. ungefähr die Koordinaten: {70.000.000.000, 70.000.000.000, 70.000.000.000}. Nun können wir uns aber einen Raumpunkt in der Koordinate 70 Bill., 70 Bill., 70 Bill. denken. Warum sagt jetzt der Physiker: Nein, diesen Punkt kann es nicht geben, das Koordinatensystem hört praktisch mit dem "letzten" Teilchen auf? Ist das so und wenn ja warum (ist das axiomatische Festlegung oder ergibt sich das von irgendwasher)?

[Pippen]

Ich hoffe jmd. kann meine Frage im vorletzten Thread beantworten. Vielleicht noch einfacher ausgedrückt: Kann es nach der gegenwärtigen Standardphysik sein, dass unser Universum aus völlig leerem Raum mit einer Ausdehnung von 200 Mrd. oder sogar oo LJ besteht, während das materielle Universum (Galaxien, dark matter) "nur" 70 Mrd. LJ Ausdehnung hat oder muss auch der Raum dann bei 70 Mrd. LJ enden? Ich verstünde nicht, warum das so sein muss, denn wenn ich in einem vorgestellten Raumschiff (welches c fliegen kann) an dieser 70 Mrd. Grenze wäre, dann könnte ich einfach weiterfliegen - in den dann vollkommen leeren Raum, denn die Gravitation dürfte an diesem Punkt nicht höher sein als anders wo.

[belgariath]

Interessante Frage. Ich wüsste jetzt auch kein Argument, das dagegen spricht, dass ein Universum viel größer als dessen von Materie durchsetzter Raum ist. Aber am Rand einer solchen Materieverteilung wäre doch sicher eine nicht verschwindende Gravitationskraft vorhanden, denn diese Materieansammlung würde eine Krümmung der Raumzeit verursachen, die noch zur globalen Krümmung hinzukommt.
Die in unserem Universum beobachtete Hintergrund-Strahlung lässt sich aber nach meinem Verständnis nur erklären, wenn man annimmt, dass der von Materie durchsetzte Raum mindestens so groß ist, wie das von der surface-of-last-scattering begrenzte Volumen.


Jetzt hab' ich auch noch 'ne Frage: Es geht um den Absatz "Das Universum ist wahrscheinlich unendlich groß." aus dem Artikel, den Stephen ganz am Anfang dieses Themas gebracht hat. Dort ist von wird Hubble-Radius die Rede. Gemeint ist aber der Teilchen-Horizont, oder?

[seeker]

Kann es nach der gegenwärtigen Standardphysik sein, dass unser Universum aus völlig leerem Raum mit einer Ausdehnung von 200 Mrd. oder sogar oo LJ besteht, während das materielle Universum (Galaxien, dark matter) "nur" 70 Mrd. LJ Ausdehnung hat

Das könnte sein. Aber das wäre ein seltsames und vor allen Dingen sehr erklärungsbedürftiges Universum: Warum sollte das so sein?
Es widerspräche daher auch den kosmologischen Grundannahmen, die besagen, dass das Universum homogen und isotrop ist (gerade in der Materieverteilung).
Da du diesen leeren Raum gedanklich stets dahin verschieben kannst, wo nichts mehr beobachtet werden kann (weder direkt noch indirekt), entzieht sich ein solches Universum zumindest zu einem guten Teil der wissenschaftlichen Beschreibung, sprich: Wir brauchen die o.g. kosmologischen Annahmen, um überhaupt Aussagen treffen zu können.

Grüße
seeker

[belgariath]

[...] Warum sollte das so sein? [...]

Man könnte auch fragen: Warum sollte es nicht so sein?
Aber du hast Recht, dass so ein Universum gerade in seiner Entstehung schwer zu erklären wäre.
Außerdem: So ein leerer Raum würde sich der Beobachtung entziehen, da er frühestens hinter unserem Beobachtungshorizont beginnt.

Dass ein solches Universum der Annahme der Homogenität widersprechen würde, ist für mich kein Argument dagegen. Die Homogenität auf großen Skalen ist noch nicht bewiesen. Es gibt immer wieder Zweifel daran. Eigentlich begründet sich die Annahme der Homogenität doch nur aus ästhetischen Gründen, oder? Es wirkt irgendwie befriedigender, wenn das Universum überall gleich/ähnlich ist. Aber Ästhetik ist doch kein wissenschaftliches Argument.

[seeker]

Du hast Recht.
Das Problem bei solchen Dingen ist, dass wir solche metaphysikalische Grundannahmen brauchen, um überhaupt vernünftig Wissenschaft betreiben zu können.
D.h.: Falls das Universum auf extrem großen Skalen, außerhalb unseres Nachweishorizonts tatsächlich inhomogen sein sollte (was nicht ausgeschlossen werden kann), dann können wir dazu keine fundierte wissenschaftliche Modelle generieren, denn das wäre dann bloße Spekulation. Allenfalls können wir indirekte Indizien finden, die uns die eine oder die andere Möglichkeit als wahrscheinlicher erschienen lassen.
D.h., wir müssen hoffen, dass es nicht so ist, wenn wir eine fundierte Kosmologie betreiben können wollen, von der wir hoffen, dass sie einigermaßen richtig sei.
Wir haben in dem Punkt gar keine Wahl.
Das Ganze stellt eine Grenze der Wissenschaft dar.

Man kann noch so argumentieren:
Ein homogenes und isotropes Universum bedarf keiner weiteren Erklärung, weil es die einfachste Möglichkeit darstellt; ein nicht-homogenes, nicht-isotropes Universum bedarf aber als kompliziertere Möglichkeit durchaus einer Erklärung. So lange wir eine solche Erklärung nicht mit Belegen untermauert liefern können, ist es vernünftig die einfachere Möglichkeit (homogenes und isotropes Universum ) als tatsächlich verwirklicht anzunehmen - als Arbeitsmodell.
Durch neue Beobachtungen/Berechnungen kann sich unser Modell zukünftig natürlich noch in die andere Richtung neigen bzw. verfeinert werden.

Fazit:
Unsere Wissenschaft orientiert sich an diesem Punkt nicht daran, was ist, sondern daran, was wir von dem, was ist wissen bzw. wissen können.
Es geht nicht anders: Sie orientiert sich an diesem Punkt mehr am Menschen als an der Natur.

Grüße
seeker

[tomS]

Am einfachsten nimmt man den Begriff "dunkle Energie" nicht zu ernst. Warum man ihn verwendet ist nämlich hochgradig nicht-trivial. Bezeichnen wir ihn als kosmologische Konstante (so wie früher - und weniger reißerisch) so ist es einfach ein Parameter, den man in die Theorie einführen kann. Warum er existiert kann nicht beantwortet werden; es ist so, wie wenn man fragt, warum es elektrische Ladung gibt. Diese warum-Fragen sind interessant, können aber letztlich nicht beantwortet werden.

[tomS]

Nun, zunächst mal trifft man die Annahme, das das Universum näherungsweise homogen und isotrop ist, d.h. auch dass wir uns ab einem "typischen" Ort befinden. Die einfachste Erklärung für die beobachtete beschleunigte Expansion ist dann eine nicht-verschwindende kosmologische Konstante.

Natürlich könnte außerhalb des sichtbaren Bereiches seltsame Dinge existieren, aber warum sollte das so sein? Das wäre unnatürlich.