Ich habe gehört, unser Universum ist flach. Dann ist eine Frage rätselhaft in meinem Kopf. Wenn unser Universum wirklich flach ist, warum messen wir die Entfernung von jedem beliebigen Punkt kugelförmig. Mit anderen Worten, warum wir sagen, die Distanz (Radius) beträgt jetzt etwa 46,6 Milliarden Lichtjahre. Wenn dieser Radius nur für beobachtbares Universum behandelt wird, wie stellt die Wissenschaft dann fest, dass das Universum flach ist, ohne etwas über die Grenzen des Universums hinaus zu wissen?
Es gibt einige Fragen in SO, die jedoch nicht das aufnehmen, was ich wissen wollte. In dieser Frage fragte OP zum Beispiel nach der Form des Universums. Und es gibt auch einige Begriffe, die sich auf Schwarze Löcher, 3D-Formen, Kugeln usw. beziehen. Abgesehen von dieser Komplexität möchte ich einfach klarstellen, warum wir unser Universum flach nennen? Und mit dem Wort flach meinte ich "eine ebene Oberfläche haben; ohne Erhebungen oder Vertiefungen". Vermisse ich hier eine alternative Bedeutung von flach?
Und es gibt auch einige Begriffe, die sich auf Schwarze Löcher, 3D-Formen, Kugeln usw. beziehen. Abgesehen von dieser Komplexität möchte ich einfach klarstellen, warum wir unser Universum flach nennen? Und mit dem Wort flach meinte ich "eine ebene Oberfläche haben; ohne Erhebungen oder Vertiefungen".
Um die Antwort zu akzeptieren, muss man meiner Meinung nach den Widerspruch im obigen Satz erkennen: Sie meinen eine ebene Oberfläche, aber wir nennen das Universum flach :) "Flach" in der allgemeinen Relativitätstheorie bezieht sich nicht auf "eine ebene Oberfläche haben; ohne erhaben Bereiche oder Vertiefungen". Bitte akzeptieren Sie dies zuerst.
Denken wir nun an einen Ball (ja, einen Ball; es ist keine Komplexität). Würden Sie seine Oberfläche als flach oder gekrümmt bezeichnen? Ich würde es gebogen nennen. Denken wir an eine Pfanne. Ich würde seine Oberfläche als flach bezeichnen.
Sowohl die Oberfläche einer Kugel als auch einer Pfanne haben zwei Dimensionen. Der Ball selbst hat offensichtlich drei Dimensionen, aber seine Oberfläche hat zwei Dimensionen. Ich hoffe, das ist einfach.
Nun gilt alles, was oben über Oberflächen beschrieben wurde, auch für Volumen. Volumen können flach und gekrümmt sein. Das Problem ist, dass Menschen sich Dinge nicht vorstellen können, die dreidimensional gebogen sind, also können sie sich kein gekrümmtes Volumen vorstellen. Aber das ist in Ordnung: Wir können die Bedeutung von flach und gekrümmt immer noch erfassen, indem wir es nur auf Oberflächen sehen, und verstehen, dass es auf Volumen ausgedehnt werden kann.
Es geht jedoch nicht nur um Visualisierung und Verständnis: Flache und gekrümmte Volumen (dh Räume) haben sehr unterschiedliche physikalische und mathematische Eigenschaften. Ein übliches Beispiel ist, dass in einem gekrümmten Raum die Summe der Winkel in einem Dreieck nicht 180 Grad beträgt. Es gibt auch andere Eigenschaften, die es Astrophysikern ermöglichen, die tatsächliche Krümmung des Universums zu messen. Ich hoffe, das war hilfreich.
Flach bedeutet hier "hat euklidische Geometrie" (in großen Maßstäben), wie Helens Antwort erklärt. Beobachtet erscheint das Universum flach, dh alle Abweichungen liegen innerhalb der Unsicherheiten. Wenn das Universum unendlich ist, können natürlich niemals Aussagen über das gesamte Universum gemacht werden, sondern nur über unseren lokal beobachtbaren Teil davon.
Der als „flach“ bezeichnete Aspekt des Universums ist die Raumzeitkrümmung. In der Allgemeinen Relativitätstheorie wird die Schwerkraft nicht als Kraft, sondern als Krümmung der Raumzeit-Mannigfaltigkeit behandelt. In großen Maßstäben dehnt sich das Universum aus: negative Krümmung wie die Spitze eines Hügels, wo die Dinge voneinander weg bergab rollen. Aber Masse verursacht eine positive Krümmung wie eine Schüssel, wo Dinge zusammenrollen, zum Boden der Schüssel hin. Im Durchschnitt scheinen die beiden Krümmungsregime ausgeglichen zu sein – dh das Universum ist im Durchschnitt flach.
Sir Cumference
Pela