Wie kann sich die Größe des Universums im Laufe der Zeit ändern, wenn die Zeit Teil des Universums ist?

Etwas umständlich formuliert, aber im Grunde:

Zeit in der Relativitätstheorie ist nur eine von vier Dimensionen der Raumzeit. Nichts wirklich Besonderes daran. Doch das Universum war früher kleiner als heute und hat sich von einer Singularität bis zu seiner heutigen Größe entwickelt und verändert.

Aber dies impliziert, dass sich die gesamte Raumzeit (da man Zeit nicht von Raum trennen kann) im Laufe der Zeit entwickelt . Über welche Zeit hinweg entwickelt es sich dann? Es soll keine globale Zeit für das Universum geben, sondern nur Zeit, wie sie von einem Beobachter an einem bestimmten Ort wahrgenommen wird.

Daher erscheint es mir sehr seltsam, dass sich das Volumen der Raumzeit des gesamten Universums im Laufe der Zeit ändern könnte , wenn die Zeit ein Teil dessen ist, was sich ändert. Es hört sich so an, als würden wir über zwei verschiedene Arten von Zeit sprechen ...

Zeit ist das, was die Uhr anzeigt. Es ist keine vierte Dimension, obwohl wir sie aufgrund eines mathematischen Tricks von Minkowski in der speziellen Relativitätstheorie so behandeln. In der Praxis ist die Zeit ebenso wie der Raum an die Existenz von Systemen gebunden, die sie messen können, dh Materie. Während der Raum durch Materie im thermodynamischen Gleichgewicht gemessen werden kann (Lineale), benötigt die Zeitmessung eine Energiequelle und eine Wärmesenke, dh sie qualifiziert das Verhalten von Systemen fernab des thermodynamischen Gleichgewichts (Uhren).
Nach diesen Fragen werden sich nur gleichbewegte Beobachter auf das Alter des Universums einigen. Bedeutet das, dass sich nur c0-bewegte Beobachter auch über die Größe des Universums einig sind? Wenn Sie also die letzten paar Milliarden Jahre damit verbracht haben, mit nahezu Lichtgeschwindigkeit herumzufliegen, werden Sie denken, das Universum sei kleiner?
Wenn Sie mit einem erheblichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit reisen, IST das Universum aufgrund der Längenkontraktion tatsächlich kleiner. en.wikipedia.org/wiki/Length_contraction
@John: Zu deiner Frage "Wenn du die letzten paar Milliarden Jahre damit verbracht hast, fast mit Lichtgeschwindigkeit herumzufliegen, denkst du, das Universum ist kleiner?". Das hängt davon ab, was Sie unter "Das Universum" verstehen. Meinen Sie angesichts der von den mitbewegten Beobachtern definierten Blattbildung das Volumen des Blattes, das Sie derzeit einnehmen? Wenn ja, werden sich alle über das Volumen dieses Blattes einigen. Oder meinen Sie einen anderen dreidimensionalen Schnitt, der lokal orthogonal zu Ihrer Weltlinie ist? Wenn dies der Fall ist, müssen Sie sich zunächst Gedanken darüber machen, wie Sie dieses Segment (global) definieren.
PS: Außerdem ist es natürlich nicht relevant, was Sie in den letzten Milliarden Jahren getan haben; Was relevant ist, ist Ihre aktuelle Flugbahn.

Antworten (1)

Man spricht über die Größe des Universums im Zusammenhang mit einem Modell, in dem die Raumzeit von dreidimensionalen raumähnlichen Blättern geschichtet ist. Die "Größe des Universums" bedeutet die Größe eines dieser Blätter, nicht der gesamten Raumzeit.

Zum Beispiel: Wenn Sie sich vorstellen, dass die Raumzeit mit Galaxien gefüllt ist, ergeben die Weltlinien dieser Galaxien eine bevorzugte globale Zeitkoordinate, und Sie können Ihre dreidimensionalen Blätter als die drei Mannigfaltigkeiten betrachten, deren Tangentenräume überall orthogonal zu den Tangenten zu sind diese Weltlinien. Sie können dann über das Volumen eines Blattes als Funktion der globalen Zeitkoordinate sprechen, um die Geschwindigkeit zu erhalten, mit der sich das Universum ausdehnt.

Wie kann sich die Größe des Universums im Laufe der Zeit ändern, wenn die Zeit Teil des Universums ist?
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