An anderer Stelle auf Physics Stack Exchange haben wir die Physik der Gravitationsanziehung in der Welt der Asteroiden diskutiert. Größtenteils ist es kein Problem.

Um die Schwerkraft von einem Objekt (wie einem Planeten) vorherzusagen, summieren Sie einfach das Feld aus einem unendlichen Gitter solcher Objekte, die sich unendlich wiederholen. Es ist leicht zu sehen, dass bei einfachen Newtonschen Annäherungen die Links/Rechts- und Aufwärts/Abwärts-Felder nicht bis ins Unendliche divergieren. Das Feld ist mathematisch definiert, und Sie können es tatsächlich selbst berechnen. Aber während sich das Feld gut benimmt, ist das Gravitationspotential nicht für einen sich unendlich wiederholenden Raum. Es gibt keinen Grund, warum Sie in einer Welt wie dieser nicht immer noch die Erweiterung des Weltraums haben können. Eine andere Lösung könnte sein, dass die Schwerkraft dem 1/r^2-Muster nicht perfekt folgt und in großen Entfernungen deutlich darunter fällt. Aber ein abweichender Wert für das absolute Gravitationspotential ist nichts, worüber Sie sich unbedingt Gedanken machen müssen, denn es wird

Eines der überraschendsten Dinge an einer solchen Welt ist, dass sie sich nicht unbedingt radikal von unserer eigenen unterscheiden muss. Wir haben einen kosmologischen Horizont, der lange vor dem universellen Wrap-Around endet, also erleben wir keine Folgen des Wrap-Around (wenn es so etwas überhaupt gibt). Aber Sie könnten ein Bild von einer Welt mit vollständig beobachtbarem Rundum zeichnen, das die Menschen nicht einmal bemerken, bis sie fortschrittliche Teleskopdesigns haben. Das könnte Auswirkungen auf eine weltraumfahrende Gesellschaft haben, aber keine, bevor sie ihren Planeten verlassen.

Blick in die Vergangenheit

Abhängig von der Geometrie der Umhüllung können Sie sich mit einem ausreichend starken Teleskop in die Vergangenheit sehen. Eventuell sogar mehrmals und zeitlich an verschiedenen Orten.

Wenn das Universum eine sphärische Hülle mit einem Radius von 1 Lichtstunde hat, können Sie vor 1 Stunde nach oben schauen und sich selbst sehen. Wenn Sie sich dann ein Stück weiterbewegen, können Sie jede Stunde mit Schnappschüssen die gesamte Linie hinunter sehen. Es ist, als würde man in einem Spiegelkabinett stehen, aber die Spiegel spiegeln nicht sofort.

Um ehrlich zu sein, ist diese Frage viel zu weit gefasst, aber ich werde kein Idiot sein und etwas schließen, das über zwei Jahre alt ist. Stattdessen werde ich versuchen, einen Teil davon zu beantworten, nämlich die Wirkung der Schwerkraft in einem unendlich umhüllten Universum.

2D-Kugeloberflächenuniversum

Beginnen wir mit einem 2-D-Universum, das sich umschließt; wie auf der Oberfläche einer Kugel. Der Radius der Kugel ist r, was bedeutet, dass wenn Sie$2\pi r$In jeder Richtung landen Sie wieder dort, wo Sie angefangen haben.

Da ist der Umfang eines Kreises$2\pi r$, wird der Abstand in die entgegengesetzte Richtung sein$2\pi r-d$. Das Objekt wird$(2\pi r)*n + d$Abstand in Primärrichtung entfernt, z$n\in\{0,1,2...\}$, und$(2\pi r)*n + d$Abstand weg in die entgegengesetzte Richtung für$n\in\{1,2,3...\}$.

Sei M die Masse eines Objekts im Kugeloberflächenuniversum und G die universelle Gravitationskonstante. Schwerkraft ($F$) auf einem Objekt sein wird

Dies ist auf kosmischer Ebene ziemlich interessant. Die Verringerung der Schwerkraft ist proportional zum Verhältnis zwischen d (Entfernung vom Objekt) und r (Radius des Universums). Ich konnte diese Gleichung nicht lösen, aber ich habe diese Beziehung numerisch gelöst:

Hier$F_{expected}$ist die Schwerkraft, die wir von normaler Schwerkraft erwarten würden, wo$F_{actual}$ist das, was tatsächlich in diesem Universum gefühlt wird. In diesem Fall$a$hat sich als schwierig zu berechnen erwiesen; es ist eine Funktion, die davon abhängt$d/r$. Es ist asymptotisch gleich 0,600644 as$d/r\rightarrow\infty$. Meine nächste Vermutung ist bisher

Wie auch immer, die Details sind nicht so wichtig. Relevant ist, dass die Gravitationskraft zwischen zwei Objekten 1 Universumsradiant (also eine Entfernung von$r$) auseinander liegt etwa 98 % von dem, was erwartet wird; für den maximal möglichen Abstand von$\pi$Universumsradiant auseinander, das heißt auf gegenüberliegenden Seiten der Universumskugel, fällt die Schwerkraft auf Null.

Stellen wir uns für eine Minute vor, dass wir über ein 3-D-Universum sprechen, das in die Oberfläche einer 4-D-Kugel eingeschrieben ist. Alle Materie im Universum kann in zwei verschiedene Universen mit zwei nicht überlappenden Ereignishorizonten unterteilt werden; eine in jeder Hemisphäre der 4-D-Sphäre. Einmal dort gebündelt, wird der Schwarzschild-Radius jedes Universums das andere ausschließen. Die Auswirkungen der Schwerkraft eines Universums werden jedoch im anderen zu spüren sein. In meiner begrenzten Wahrnehmung könnte dies eine vernünftige Erklärung für dunkle Energie sein . Die unbekannte Kraft, die die galaktische Expansion antreibt, ist eigentlich die Schwerkraft aus dem Spiegeluniversum, die das Universum auseinanderzieht. Natürlich wird es nicht gelingen, da jedes Universum seinen eigenen Schwarzschild-Radius hat, der das andere ausschließt.

Es gibt wahrscheinlich einen Fehler bei dieser Hypothese oder einige beobachtbare Beweise dafür, dass dies nicht der Fall ist, aber es ist zumindest ein Vorschlag für eine außerirdische Geometrie.

Ich muss gehen, aber ich werde irgendwann wiederkommen, um weitere Konsequenzen zu ziehen und Schwerkraftberechnungen für eine andere Art von unendlichem Universum durchzuführen

Unser Universum ist (wahrscheinlich) so! Das Universum, das Sie beschreiben, ist kompakt ohne Grenzen, was bedeutet, dass es ein endliches Volumen hat, aber keinen Rand hat. Das derzeit akzeptierte Modell des Universums wird als Standardmodell der Kosmologie bezeichnet, das ein Universum mit diesen Eigenschaften beschreibt, sodass Ihr Universum wie unser Universum aussehen würde.