Physiker haben das Universum als flach und unendlich geschätzt, aber ich kann anscheinend nicht verstehen, was das eigentlich bedeutet. Erstens, was meinen sie, wenn sie sagen, dass das Universum unendlich ist, meinen sie, dass der Raum unbegrenzt ist? Oder meinen sie, dass der Raum derzeit begrenzt ist und sich für immer ausdehnt (also die Grenzen weiter auseinander gehen)? Und wenn der Raum unbegrenzt ist, wie dehnt er sich aus, wie kann die Unendlichkeit größer werden? Schließlich könnte auch ein flaches Universum begrenzt werden, wenn es zum Beispiel eine torische Form hat, die keine Krümmung hat. Könnte dies eine mögliche Form des Universums sein?
Was mich auch verwirrt, ist, dass das Universum seit Anbeginn der Zeit sehr klein war, aber wie wurde es in endlicher Zeit unendlich groß?
Erstens, was meinen sie, wenn sie sagen, dass das Universum unendlich ist, meinen sie, dass der Raum unbegrenzt ist?
Nein, sie meinen, dass es nicht geschlossen ist. Stellen Sie sich analog eine unendliche euklidische Ebene als offenes Universum und die Oberfläche einer Kugel als geschlossenes Universum vor. Normalerweise versuchen wir nicht einmal, die allgemeine Relativitätstheorie an einer Raumzeit durchzuführen, die eine Grenze im Sinne einer Kante wie der Kante eines Blattes Papier hat.
Und wenn der Raum unbegrenzt ist, wie dehnt er sich aus, wie kann die Unendlichkeit größer werden?
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Schließlich könnte auch ein flaches Universum begrenzt werden, wenn es zum Beispiel eine torische Form hat, die keine Krümmung hat. Könnte dies eine mögliche Form des Universums sein?
Hier scheinen Sie "begrenzt" in einem anderen Sinne zu verwenden. Ein Torus hat keine Grenze. Ja, theoretisch könnte das Universum die Topologie eines Torus haben. Aber bisher hat niemand Beweise dafür gesehen, dass das Universum eine nicht triviale Topologie hat.
Etwas, das unendlich und sich ausdehnend ist, scheint auf den ersten Blick schwer in Einklang zu bringen; Wenn sich ein endliches Objekt ausdehnt, wie z. B. ein Ballon, urteilen wir schnell, dass es sich ausdehnt, weil seine Grenze, das heißt die Oberfläche des Ballons, sich ausdehnt.
Wenn das Objekt unendlich ist, gibt es keine Grenze, daher reicht diese Charakterisierung nicht aus.
Wenn wir jedoch zwei Punkte auf der Ballonoberfläche markieren, können wir sehen, dass sich der Abstand zwischen den beiden Markierungen ausdehnt, wenn sich der Ballon ausdehnt. Wir können dies als Definition im Fall eines unendlichen Objekts nehmen; das ist ein unendliches Objekt, wie zum Beispiel die unendliche Ebene, dehnt sich aus, wenn zwischen zwei beliebigen Punkten der Abstand zwischen ihnen zunimmt.
Die Logik sagt mir, dass ein unendliches Universum nicht expandieren kann. Die Frage kommt auf, weil, da unsere Perspektive die Nähe der Erde ist, alles in der Ferne rotverschoben zu sein scheint und sich somit zu entfernen scheint, was das Konzept eines expandierenden Universums unterstützt. Angesichts eines unendlichen Universums mit mehreren Urknall-Arenen scheint sich jedoch aus einer Perspektive innerhalb einer bestimmten Urknall-Arena alles Beobachtbare zu entfernen. Es könnte zu jeder Zeit im unendlichen Raum eine potenziell unendliche Anzahl solcher Arenen existieren, aber von innerhalb einer Arena ist die Frage, wie weit man hinaussehen kann. Die beobachtbare Arena ist nur ein winziges Segment in einem größeren Universum dahinter, und die endliche Lichtgeschwindigkeit und die Lebensdauer einer Urknall-Arena kombinieren sich, um entfernte Arenen vor unserer Sicht zu verbergen. Insgesamt
DrLRX
Jack