Was ist das Schicksal eines Hypersphärenuniversums?

Dieses PBS-Video postuliert ein positiv gekrümmtes Universum, das die Form von etwas hat, das der Erzähler eine „Hypersphäre“ nennt.

http://youtu.be/AwwIFcdUFrE?t=6m33s

Ein solches Universum hätte keinen Rand, und das Reisen in eine Richtung würde schließlich zum selben Punkt im Raum zurückkehren (möglicherweise abhängig von der Ausdehnung). Was ist das Schicksal eines so geformten Universums? Würde sich ein solches Universum als Big Crunch wieder zu einem einzigen Punkt zusammenfügen , wie ein Urknall-Rücklauf?

Die Wissenschaft kann zu diesen Dingen nichts sagen, zumindest nichts besonders Brauchbares. Was Sie von einem solchen Modell erwarten, ist wirklich eine Auswahl von Modelleigenschaften und -parametern, sodass Sie höchstwahrscheinlich alle möglichen unterschiedlichen Ergebnisse erzielen können. Genau genommen kann die Wissenschaft nur etwas Bestimmtes über die Vergangenheit sagen. Selbst langfristige Prognosen für das eine und einzige Universum, das wir kennen, sind höchst spekulativ.

Antworten (1)

Angesichts einiger plausibler Annahmen über das Universum wird seine Raumzeitgeometrie durch eine Lösung der Einstein-Gleichungen beschrieben, die als FLRW-Metrik bezeichnet wird . Wenn wir die Dichten verschiedener vorhandener Materie-/Energiearten kennen, z. B. Photonen/Materie/dunkle Energie/irgendetwas anderes, dann können wir berechnen, wie sich die Ausdehnung des Universums mit der Zeit verändert.

Generell ist die Photonen-/relativistische Materiedichte nur für die Zeit sehr kurz nach dem Urknall von Bedeutung. Wenn es also nichts Verrücktes wie dunkle Materie gibt, dann wird die Evolution von der Dichte der Materie dominiert (das ist sichtbare und dunkle Materie), und der Schlüsselparameter ist das Verhältnis der Dichte zur kritischen Dichte. Wir nennen dieses Verhältnis Ω , und die Geometrie bezieht sich auf Ω folgendermaßen:

  • Ω < 1 - geschlossenes Universum

  • Ω = 1 - Flaches Universum

  • Ω > 1 - offenes Universum

Unser Universum scheint zu haben Ω Sehr nah bei 1 also scheint es flach zu sein. Das in dem von Ihnen verlinkten Video besprochene Universum hat Ω < 1 es ist also ein geschlossenes Universum, und ein geschlossenes Universum hat die räumliche Topologie einer 3-Sphäre . Dies bedeutet in der Tat, dass, wenn Sie eine gerade Linie im Raum ziehen und diese lange genug fortsetzen, sich die Linie schließlich wieder trifft.

So weit so gut, aber der Hauptpunkt Ihrer Frage ist die Frage, was das Schicksal eines geschlossenen Universums ist, aber es stellt sich heraus, dass es keine einfache Antwort gibt. Wenn alles, was das geschlossene Universum enthält, Materie und Photonen ist, dann muss das geschlossene Universum wieder zusammenbrechen. Das heißt, es wird sich vom Urknall aus ausdehnen, einen maximalen Skalierungsfaktor erreichen und dann wieder in einen Big Crunch zurückfallen. Aber wenn das Universum dunkle Energie enthält, kann dies sein Schicksal ändern. Wenn das Verhältnis von dunkler Energie zu Materie hoch genug ist, kann sich sogar ein geschlossenes Universum unendlich ausdehnen.

Oder keines dieser Szenarien wird von der Natur umgesetzt, weil die allgemeine Relativitätstheorie nicht die richtige Theorie ist.
Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, um zu antworten. Die große Sache, die ich aus dieser Antwort herausgeholt habe, ist, dass ein Big Crunch ein mögliches Schicksal für ein geschlossenes Universum ist, selbst mit einem hohen Anteil an dunkler Energie.
Was ist das Schicksal eines Hypersphärenuniversums?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v