Wie funktioniert das Konzept eines Universums ohne Zentrum?

Wenn wir über das Universum sprechen, sprechen wir eigentlich über eines von zwei Dingen:

• Das beobachtbare Universum, das alles ist, was wir möglicherweise sehen können.
• Das Universum, das alles ist, was jemals existiert hat, existiert derzeit und wird existieren.

Das beobachtbare Universum hat sein eigenes Zentrum, normalerweise die Erde. Es ist eine kugelförmige Region von allem, was wir sehen können, im Wesentlichen von allem, dessen Licht uns erreicht hat. Wir beziehen uns normalerweise darauf, wenn wir Dinge sagen wie „es gibt$10^{86}$Atome im Universum."

In Wirklichkeit hat jeder sein eigenes beobachtbares Universum, und es kann sich ändern, je nachdem, wo Sie sich befinden. Ein weit entfernter Exoplanet hat sein eigenes beobachtbares Universum und kann Licht von verschiedenen Orten empfangen. Im Wesentlichen sind Sie das Zentrum Ihres eigenen beobachtbaren Universums.

Ich nehme aber an, du meinst letzteres. Das Universum (beachten Sie das große „U“) besteht aus Raum und Zeit und ihren Inhalten. Alles, was existiert hat, existieren wird und gegenwärtig existiert, ist ein Teil davon.

Man nimmt an, dass das Universum unendlich groß ist, also kann es kein Zentrum haben. Das Zentrum von etwas ist die Punktäquidistanz von den Rändern, aber wenn sich etwas unendlich lang erstreckt, würde es einfach weitergehen. Es hätte keinen Rand und somit auch kein Zentrum. Sie könnten den Punkt nicht gleich weit von den Kanten entfernt finden, wenn er sich nur unendlich erstreckt.

Sie könnten fragen: „Wo hat dann der Urknall begonnen? Er muss doch sicher das Zentrum des Universums gewesen sein, oder?“ Nun, man kann sagen, dass der Urknall überall passiert ist. Vor dem Urknall füllte Materie den größten Teil der Leere des Universums aus. Es war im Wesentlichen dicht und wurde so extrem heiß bis zu dem Punkt, an dem sich keine Hadronen mehr bilden konnten.

Es wird angenommen, dass diese Temperatur dazu führte, dass sich der Weltraum selbst ausdehnte. Im Wesentlichen wurde mehr Raum zwischen all der Materie geschaffen, bis alles abkühlen konnte. Das nennen wir den Urknall. Es passierte nicht an einem bestimmten Punkt, sondern überall.

EDIT : Ich verstehe deine Verwirrung. Lassen Sie mich nur mit einigen verbreiteten Missverständnissen aufräumen:

Das Universum ist nicht wie ein Ball. Sie können es sich eher wie ein flaches Gitter vorstellen, und seine "Ausdehnung" bedeutet nur, dass die Abstände zwischen Objekten auf dem Gitter größer werden. Im Wesentlichen wird mehr Raum zwischen den Objekten geschaffen. Das meinen wir mit Expansion – dass sich Objekte voneinander entfernen, da mehr Raum zwischen ihnen geschaffen wird.

Hier ist eine einfache Analogie: Stellen Sie sich vor, Sie gehen mit Ihrem Hund spazieren. Plötzlich beginnt sich der Boden zwischen euch auszudehnen. Sie und Ihr Hund werden getrennt und entfernen sich weiter voneinander.

Das passiert im Grunde überall: Der Raum dehnt sich zwischen allem aus, also driften wir von anderen Galaxien weg. Das Universum ist unendlich und wir können uns ständig von anderen Objekten entfernen, weil Raum zwischen uns geschaffen wird. Hier ist ein GIF, das ich erstellt habe, das Ihnen helfen könnte, es zu bekommen:

Sie können sehen, wie die Galaxien auseinanderdriften, während der Abstand zwischen ihnen zunimmt. Und das passiert überall im Universum. Also lasst uns das im Hinterkopf behalten und den Urknall aufklären.

Der Urknall geschah nicht an einem einzigen Punkt, noch begann das Universum an einem einzigen Punkt. Das Universum ist und war schon immer unendlich. Der Urknall war genau der Zeitpunkt, an dem die Expansion des Universums wirklich begann – das heißt, als Objekte begannen, voneinander wegzudriften. Das Universum war immer noch unendlich, aber es gab weniger Raum zwischen der Materie.

Diese Dichte führte dazu, dass das Universum extrem heiß wurde und sich ausdehnte. Hier wurde also der Raum selbst verzerrt und begann sich auszudehnen. Immer mehr Raum wurde zwischen der Materie geschaffen und ist es immer noch (obwohl es jetzt hauptsächlich auf dunkle Energie statt auf Hitze zurückzuführen ist).

Ich vermute, dass die Klasse Ihnen gesagt hat, dass das Universum unendlich sein könnte. Wir haben derzeit keine Möglichkeit zu wissen, ob das wahr ist oder nicht. Das Problem ist, dass es keine Möglichkeit gibt zu wissen, wann die Inflation außerhalb unserer Hubble-Sphäre aufgehört hat. Ich glaube, dass es im CMBR einige Hinweise darauf gibt, dass es eine Mindestgröße hat, die das Mehrfache des Hubble-Radius beträgt, da es Resonanzen geben würde, die im Spektrum nicht erkennbar sind. Es gibt jedoch keine Obergrenze. Beachten Sie jedoch, dass diese Theorie die Möglichkeit beinhaltet, dass das Universum nicht immer unendlich war, sondern dass es früh eine endliche Größe hatte.