Was bedeutet die "Größe des Universums", wenn das Universum unendlich ist?

Es gibt Fragen, die dieser ähnlich zu sein scheinen, aber ich habe noch keine Antwort gefunden.

Ich habe verstanden, dass ein flaches Universum, das heißt eine Krümmung von k = 0 was bedeutet, dass S k ( R ) = R . Die FLRW metrischen Polarkoordinaten:

D S 2 = − D T 2 + A 2 ( T ) [ D R 2 1 − k R 2 + R 2 D Ω 2 ]
Jetzt, da nur R wird geändert, D T = 0 Und D Ω = 0 .
D S 2 = A 2 ( T ) D R 2 1 − k R 2
Dies kann integriert werden in:
S ( R ) = Sünde − 1 ⁡ ( k R ) k
Per Definition ist also der Maximalwert when Sünde − 1 = 90 ∘ = π 2 was passiert wann k R = 1 Um den höchsten Wert zu finden, ersetzen wir Sünde − 1 ⁡ ( k R ) mit π 2 und bekomme:
S ( R ) M A X = π 2 k
Daher als k → 0 ,   S ( R ) → ∞ . Gegeben k = 0 , gibt es eine unendlich mögliche Entfernung.

Nun, da wir das aus dem Weg geräumt haben, wenn Physiker über die Größe des Universums sprechen, womit ich meine "als das Universum die Größe einer Grapefruit hatte" oder ein ähnlicher Vergleich, muss der Raum immer noch unendlich gewesen sein, also was ist das eine Beschreibung von?

Der Ausdruck Größe des Universums wird auf zwei Arten verwendet: (1) um die Größe des derzeit beobachtbaren Universums zu bezeichnen, oder (2) um anzuzeigen, dass der Sprecher kein Verständnis für die allgemeine Relativitätstheorie hat.
Diese Frage scheint nicht zum Thema zu gehören, da sie nach der Bedeutung eines häufig missbrauchten Ausdrucks fragt.
Hallo! Ich bin ein großer Fan von dir. Vielen Dank für Ihren Beitrag. Wie auch immer, es ist die sehr korrekte "Verwendung" des Ausdrucks und die Bedeutung dahinter, nach der ich frage.
"Beobachtbares Universum" oder "beobachtbare Region" implizieren den möglichen Irrtum, dass alle Materie und Energie darin notwendigerweise von mindestens einem Mitglied der intrakommunizierenden Spezies "beobachtbar" sind.
Das Universum mag geometrisch unendlich sein, enthält aber nur eine endliche Anzahl von Ereignissen, obwohl die GR-basierte Version dieser Idee (bekannt als "urzeitliche Atom"- oder "kosmische Ei"-Kosmologie) von Eddington (der Aristoteles' Idee dieser Zeit mochte) bevorzugt wurde kein Anfang) und 1927 von seinem Schüler Lemaitre entwickelt, wurde viel später von Vilenkin abgelehnt, der meint, dass jedes urzeitliche Atom „instabil gegenüber Quantenfluktuationen“ gewesen wäre.

Antworten (1)

Alle Aussagen wie „als das Universum die Größe einer Grapefruit hatte“ beziehen sich auf das aktuell beobachtbare Universum. Da das Universum ein endliches Alter hat und sich Licht mit einer endlichen Geschwindigkeit fortbewegt (und bei der Expansion nichts Unendliches vor sich geht), ist das beobachtbare Universum ein endlicher Fleck.

Bei der Beantwortung einer anderen Frage habe ich einige der unterschiedlichen Begriffe von Horizonten erörtert . Das "beobachtbare Universum" soll sich bis zum Teilchenhorizont erstrecken. Das heißt, es enthält genau die Punkte in unserer aktuellen Zeitscheibe, deren vergangene Weltlinien (vorausgesetzt, sie gehen einfach mit der Ausdehnung des Raums und haben keine besondere Geschwindigkeit in Bezug auf unser Bezugssystem) das Innere unseres vergangenen Lichtkegels schneiden.

Wenn Sie an Galaxien denken, die diese Punkte markieren, sind dies genau die Galaxien, die wir sehen können, wenn wir willkürlich gute Teleskope annehmen, da das Licht, das uns heute erreicht, emittiert wurde, als die Galaxie unseren vergangenen Lichtkegel durchquerte.

Galaxien, die zu weit von uns entfernt in einem unendlichen Universum begannen, konnten ihre Photonen nicht zu uns bringen. Und tatsächlich wird die Expansion verhindern, dass die meisten von ihnen jemals zu uns gelangen.

Der Skalierungsfaktor A als das Universum die Größe einer Grapefruit hatte, ist einfach der Radius einer Grapefruit dividiert durch den Radius des gegenwärtig beobachtbaren Universums (ca 46   G l j ) oder so ähnlich 10 − 28 (entspricht einer Rotverschiebung von ca z = 10 28 ). Die Idee ist, dass die Galaxien (oder vielmehr ihre Vorläufer-Quantenfluktuationen) in diesem Grapefruit-großen Volumen genau die Galaxien in unserem heutigen beobachtbaren Universum sind. In sich bewegenden Koordinaten ist die Grapefruit dieselbe 46   G l j im Radius damals wie unser beobachtbares Universum jetzt ist.

Danke! Korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege, aber dies scheint darauf hinzudeuten, dass sich das beobachtbare Universum von einem einzigen Punkt aus ausgedehnt hätte und tatsächlich ein Zentrum hätte, das Universum als Ganzes jedoch nicht.
@Goodies Das beobachtbare Universum kann beliebig klein gemacht werden, wenn Sie sich dem Urknall nähern, aber sehen Sie sich die letzten paar Sätze an, die ich hinzugefügt habe. Wenn Sie Ihre Koordinaten mit der Raumausdehnung skalieren, gibt es damals genauso viel Volumen wie heute. Der "Punkt", den Sie sich vorstellen, ist das gesamte beobachtbare Universum, nicht ein Teil davon.
Was bedeutet die "Größe des Universums", wenn das Universum unendlich ist?
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