Wenn das Universum nahezu flach ist, wie kann der Raum gekrümmt werden?

Wie die WMAP- und andere Satellitendaten gezeigt haben, ist das Universum nahezu flach. Aber die Theorien wie die allgemeine Relativitätstheorie gehen von einem gekrümmten Raum aus, um die Schwerkraft zu beschreiben. Wie kann es also sein? Bedeutet das, dass der Raum um massive Körper gekrümmt ist und das ganze Universum flach ist? (Ich weiß, dass wir die Form des Universums nicht genau kennen, aber aktuelle Daten zeigen, dass es nahezu flach ist.)

Nahezu flach bedeutet im großen Maßstab nahezu flach. Sterne, Galaxien usw. erzeugen zusätzlich zu dieser Ebenheit kleine lokale Krümmungen. Wie ein Blatt Papier mit Unebenheiten.
Um den vorherigen Kommentar zu erweitern, findet Kosmologie in wahnsinnigen Maßstäben statt. Das Schwarze-Loch-Doppelsystem, das die zuerst von LIGO entdeckte Gravitationswelle erzeugte, ist selbst nach astronomischen Maßstäben extrem weit entfernt, aber nach kosmologischen Maßstäben sehr nahe. Wenn wir in der Kosmologie sagen, dass das Universum ungefähr flach ist , bedeutet dies, dass Sie die Raumzeit in einem so großen Maßstab in raumähnliche Scheiben zerlegen können, die nahezu flach sind. Wenn Sie sich einen Tisch aus der Nähe ansehen, hat er viele Rillen, aber wenn Sie ihn aus zwei Metern Entfernung betrachten, wirkt er sehr glatt

Antworten (4)

Wie die WMAP- und andere Satellitendaten gezeigt haben, ist das Universum nahezu flach. Aber die Theorien wie die allgemeine Relativitätstheorie gehen von einem gekrümmten Raum aus, um die Schwerkraft zu beschreiben.

Das ist nicht richtig. GR beschreibt die Schwerkraft als gekrümmte RaumZEIT. Die Krümmung des Raumes selbst ist eine ganz andere Geschichte !

Bedeutet das, dass der Raum um massive Körper gekrümmt ist und das ganze Universum flach ist?

Das bedeutet, dass das gesamte Universum als praktisch flach gemessen wird, sodass Sie in jede Richtung gehen können und niemals dort enden werden, wo Sie begonnen haben, wie Sie es bei der 2D-Analogie tun würden, der Oberfläche einer dreidimensionalen Kugel.

Um massive Körper herum haben Sie eine gekrümmte Raumzeit, die sich als Beschleunigung manifestiert (die auch eine Kurve auf dem Zeit:Positionsdiagramm ist), während gekrümmter Raum allein ohne die Zeitkomponente ein Analogon zu einer 2D-Oberfläche eines 3D-Objekts ist.

Gute Antwort. Es ist wichtig sicherzustellen, dass der Unterschied bemerkt und deutlich wird. Der Raum ist (fast oder annähernd) flach, aber die Raumzeit ist gekrümmt. Raum sind einfach die raumähnlichen Schnitte der 4D-Raumzeit für eine gegebene sich mitbewegende (dh kosmologische) Zeit. Und es ist fair, dass die Leute verwirrt werden können, wir verbringen nicht zu viel Zeit damit, es zu klären, wenn sie in populären kosmologischen Beschreibungen angegeben werden. Der Autor weiß es die Hälfte der Zeit nicht.
Es ist wirklich eine augenöffnende Antwort für mich. Ich habe gerade begonnen, die Details von GR zu lesen (ich bin nur ein bisschen weiter von den populären Beschreibungen der Kosmologie entfernt), also gibt es viele Verwirrungen.

Ein flacher Raum ist nur ein Beispiel für einen gekrümmten Raum, dh flache Raumzeiten sind in GR enthalten, insofern diese Theorie gekrümmte Raumzeiten beschreibt. Die Annahme, dass der Verteiler gekrümmt ist, schließt die Möglichkeit nicht aus, dass er flach ist; letzteres ist nur ein Sonderfall des ersteren.

Darüber hinaus ist das Universum nur im kosmologischen Maßstab räumlich flach; lokal kann die Krümmung beliebig groß sein.

Aber wir wissen immer noch nicht genau, ob der Weltraum tatsächlich flach ist, oder? Es kann jede andere Form haben, ein Donut oder eine Kugel?
@shivani in der Physik können wir nie etwas sicher wissen. Aktuelle Beobachtungen sind jedoch mit einem räumlich flachen Universum vereinbar. Das ist das Beste, was wir tun können: der Krümmung obere Grenzen zu setzen.
@Zufällige Fouirer-Transformation. Raum sind Scheiben einer räumlichen Hyperfläche in der Raumzeit. Die Tatsache, dass die Raumzeit gekrümmt ist, bedeutet nicht, dass einige Teile davon flach sind, denn das ist ein Sonderfall. Die Raumzeit ist gekrümmt, hat eine Krümmung. Räumliche Schnitte für eine gegebene Mitbewegungszeit sind flach. Raum wäre in der gekrümmten Raumzeit mit höherer Energiedichte NICHT flach, es würde nicht als Sonderfall gekrümmt vorkommen.

Veranlasst durch Ihren Kommentar in der vorherigen Antwort: „Aber wir wissen immer noch nicht genau, ob der Weltraum tatsächlich flach ist, oder? Es kann jede andere Form haben, ein Donut oder eine Kugel?' , möchte ich darauf hinweisen, dass die Oberfläche eines „Donuts“ oder eines Torus in der Geometrie tatsächlich flach ist.

Es gibt also einen Unterschied zwischen den Begriffen „flach“ und „flach“. Ein „flacher“ Raum kann „gekrümmt“ werden . Ein anderes Beispiel ist die Oberfläche eines Zylinders .

Zum Schluss über die möglichen Formen und Krümmungen unseres Universums gebe ich Ihnen die Terminologie, wie sie in Wikipedia angegeben ist:

„Die Raumkrümmung ist eine mathematische Beschreibung dafür, ob der Satz des Pythagoras für räumliche Koordinaten gültig ist oder nicht. Es gibt drei mögliche Krümmungen, die das Universum haben kann:

Flach (Die Winkel eines gezeichneten Dreiecks ergeben zusammen 180°)

Positiv gekrümmt (Die Winkel eines gezeichneten Dreiecks summieren sich zu mehr als 180°)

Negativ gekrümmt (Die Winkel eines gezeichneten Dreiecks summieren sich zu weniger als 180°)'

Ein Torus kann flach sein ODER eine Krümmung ungleich Null haben. Ein Beispiel mit einer Krümmung ungleich Null ist die übliche Einbettung in 3 Dimensionen (für einen 2-dimensionalen Torus).

Das Universum ist 3-dimensional. Für uns ist es wie Unendlichkeit. Laut Forschern ist das Universum vor etwa 13,4 Milliarden Jahren entstanden. Licht kann uns also jetzt aus 13,4 Milliarden Lichtjahren erreichen, aber wir wissen nicht, dass es die Peripherie des Universums ist. Es ist so riesig, dass es bedeutungslos ist, flach zu sein

Das Universum hat 4 Dimensionen
Wenn das Universum nahezu flach ist, wie kann der Raum gekrümmt werden?
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