Was befindet sich im Zentrum des Universums?

Ich denke, Ihre Frage gehört zum Thema, aber @RhysW hat einen sehr hilfreichen Beitrag verlinkt, um zu verstehen, warum Ihre Frage ein weit verbreitetes Missverständnis über den Urknall ist.

Kein Zentrum

Es gibt kein „Zentrum“ im Universum. An jedem Punkt wird ein lokaler Beobachter behaupten, dass sie sich im Zentrum des Universums befinden, aufgrund der Art und Weise, wie sich Galaxien von ihnen entfernen. Wie können wir das wissen? Das Universum scheint sowohl homogen (hat überall die gleiche Struktur) als auch isotrop (es gibt keine Vorzugsrichtung) zu sein. Wenn dies tatsächlich Eigenschaften des Universums sind, dann muss die Ausdehnung des Universums an allen anderen Orten gleich sein (Siehe: Das kosmologische Prinzip ).

Wie sich Urknall und Explosionen unterscheiden

Außerdem unterscheidet sich der Urknall in folgenden Punkten von einer Explosion:

1) Teilchen, die an einer Explosion beteiligt sind, verlangsamen sich schließlich aufgrund von Reibungskräften. Denken Sie an ein Feuerwerk ( http://www.youtube.com/watch?v=qn_tkJDFG3s ). Teilchen bewegen sich im Moment der Explosion am schnellsten und verlangsamen sich monoton mit der Zeit. Die Expansion des frühen Universums folgt diesem Trend nicht, obwohl manchmal das Wort „Explosion“ verwendet wird, um die enorme Volumenzunahme zu beschreiben (eine Zunahme um einen Faktor von$\sim10^{76}$), die dazwischen stattfanden$10^{-36}- 10^{-32}$Sekunden nach dem Urknall, der treffend als Inflation bezeichnet wird .

2) Eine Explosion impliziert die Existenz von Weltraum. Damit eine Explosion stattfinden kann, müssen Teilchen (egal ob Materie oder Licht) Raum haben, in den sie explodieren können. Genau genommen ist die Inflation des Universums eine Ausdehnung der Raum-Zeit-Koordinaten, und daher kann das Wort Explosion nicht wirklich zutreffen, da es nichts gab, in das die Raumzeit explodieren könnte.

Sie missverstehen die Expansion des Universums. Der Urknall ist keine Explosion: Dies ist der Zeitpunkt, an dem das Universum eine (nahezu) unendliche Dichte hatte. Es gibt also kein Zentrum im Universum, da es kein Zentrum auf der OBERFLÄCHE der Erde gibt (dies ist das beliebteste 2-dimensionale Analogon).

Seit diesem Urzustand mit ultrahoher Dichte dehnt sich das Universum aus, Atome haben sich gebildet, Sterne und Galaxien haben sich gebildet, und jetzt nimmt der Abstand zwischen zwei Galaxienhaufen in sehr großem Maßstab mit der Zeit aufgrund der Expansion weiter zu.

In gewisser Weise befindet sich jeder Punkt, den Sie wählen, im "Zentrum" des Universums, und an jedem Punkt im Universum sieht das Universum im großen Maßstab genauso aus wie an jedem anderen Punkt. Dies ist jedoch nicht dasselbe wie zu sagen, dass das Universum unendlich ist (aber es könnte sein). Die Analogie mit einer Explosion ist dürftig, da sich Explosionen in den bestehenden Raum ausdehnen. Mit dem Urknall erweitert sich der Raum selbst. Aber per Definition hat der Raum keinen Rand (wenn er einen hätte, gäbe es einen "Metaraum", der der wirkliche Raum wäre usw.), und so ist überall das Zentrum und / oder nirgendwo ist es.

Das Universum dehnt sich nicht von irgendeinem Zentrum weg aus. Alle Entfernungen dehnen sich gleichmäßig im ganzen Universum aus. Dies bewirkt einen solchen Effekt, dass es für jeden einzelnen Beobachter so aussieht, als würde sich das gesamte Universum von ihm entfernen. Es kann anhand dieser Abbildung (von Google) demonstriert werden:

$A$stellt das Universum in einem Moment dar,$B$repräsentiert das Universum zu einem späteren Zeitpunkt. Das merkt man (kaum).$B$wird um einen kleinen Betrag skaliert. Dies repräsentiert die Expansion des Universums. Nun, nehmen Sie an, Sie setzen$B$über$A$wie gezeigt in$C$, dann sieht es so aus, als ob sich das Universum ausdehnt$X$. Aber wenn Sie sie wie in gezeigt platzieren$D$dann sieht es so aus, als ob sich das gesamte Universum von einem anderen Punkt aus ausdehnt! Dies alles ist auf die homogene Ausdehnung des Universums zurückzuführen.

Was befindet sich im Zentrum des Universums?

Diese Frage bei Physics.SE: „ Hat der Urknall irgendwann stattgefunden? “, die eine Antwort mit über 300 UpVotes hat, erklärt:

„Die einfache Antwort lautet: Nein, der Urknall ist nicht an einem Punkt passiert, sondern überall im Universum zur gleichen Zeit. Folgen davon sind:

• Das Universum hat kein Zentrum: Der Urknall ereignete sich nicht an einem bestimmten Punkt, also gibt es keinen zentralen Punkt im Universum, von dem aus es expandiert."

• Das Universum dehnt sich in nichts aus: Da sich das Universum nicht wie ein Feuerball ausdehnt, gibt es keinen Raum außerhalb des Universums, in den es sich ausdehnt.

Wir sind weniger als eine Spezifikation in unserem Supercluster :

Es gibt eine Wikipedia-Webseite: " Geschichte des Zentrums des Universums - Die Nichtexistenz eines Zentrums des Universums ", die erklärt:

"Ein homogenes, isotropes Universum hat kein Zentrum." - Quelle: Livio, Mario (2001). Das beschleunigte Universum: unendliche Expansion, die kosmologische Konstante und die Schönheit des Kosmos . John Wiley und Söhne. p. 53. Abgerufen am 31. März 2012.

Siehe auch dieses CalTech-Video: „ Wo ist das Zentrum des Universums? “.

Wenn das Universum durch eine Urknallexplosion entstanden und entstanden ist, dann muss im Zentrum der Explosionsstelle ein leerer Raum übrig bleiben, da sich die gesamte Materie mit enormer Geschwindigkeit vom Zentrum wegbewegt, und es muss mehr Materie, Sterne, geben , Galaxien und Staub usw. in der Nähe der gegenwärtigen Peripherie oder des Umfangs oder Horizonts des gegenwärtigen Universums. Da diese große Explosion vor etwa 13,7 Milliarden Jahren stattgefunden hat, sind die äußeren Grenzen unseres Universums 13,7 Milliarden Lichtjahre vom Zentrum der Explosion des Urknalls entfernt.

Haben unsere Astronomen irgendwo im Zentrum des Universums Hohlheit oder Leere entdeckt oder nicht?

Wenn wir in die Milchstraße hineinzoomen (Zentrum dieses Bildes, aber nicht das Zentrum des Universums), sehen wir:

Die blauen Bereiche in unserer Nähe sind die lokale Leere , während der Bereich links der große Attraktor ist .

Die Form des Universums, die wir erkennen/sehen können, ist kompliziert – es ist keine einfache Kugel oder Fußballform, die von einem zentralen Punkt ausstrahlt. Die aktuelle Messung des Alters des Universums beträgt 13,799 ± 0,021 Milliarden ($10^9$) Jahre innerhalb des Lambda-CDM-Konkordanzmodells . Wir können nur bis jetzt sehen und messen, und während der letzten fast 14 Milliarden Jahre sind Teile des Universums dichter geworden und Teile haben sich auseinandergebreitet.

Siehe diese Wikipedia-Webseiten: „ Beobachtbares Universum “ und „ Beobachtbare Kosmologie “, dies ist von „ Größe und Regionen “:

Die Größe des Universums ist etwas schwierig zu definieren. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie werden einige Regionen des Weltraums aufgrund der endlichen Lichtgeschwindigkeit und der fortschreitenden Ausdehnung des Weltraums möglicherweise sogar zu Lebzeiten des Universums niemals mit unserer interagieren. Zum Beispiel werden von der Erde gesendete Funksprüche einige Regionen des Weltraums möglicherweise nie erreichen, selbst wenn das Universum für immer existieren würde: Der Weltraum kann sich schneller ausdehnen, als Licht ihn durchqueren kann.

Es wird angenommen, dass entfernte Regionen des Weltraums existieren und genauso Teil der Realität sind wie wir selbst, obwohl wir niemals mit ihnen interagieren können. Die räumliche Region, die wir beeinflussen und von der wir beeinflusst werden können, ist das beobachtbare Universum.

Das beobachtbare Universum hängt vom Standort des Beobachters ab. Durch Reisen kann ein Beobachter mit einem größeren Bereich der Raumzeit in Kontakt kommen als ein Beobachter, der stillsteht. Trotzdem wird selbst der schnellste Reisende nicht in der Lage sein, mit dem gesamten Weltraum zu interagieren. Typischerweise versteht man unter dem beobachtbaren Universum den Teil des Universums, der von unserem Standpunkt in der Milchstraße aus beobachtbar ist.

Die richtige Entfernung – die Entfernung, die zu einem bestimmten Zeitpunkt einschließlich der Gegenwart gemessen würde – zwischen der Erde und dem Rand des beobachtbaren Universums beträgt 46 Milliarden Lichtjahre (14 Milliarden Parsec ), was den Durchmesser des beobachtbaren Universums auf etwa 91 Milliarden macht Lichtjahre ($28×10^9$PC). Die Entfernung, die das Licht vom Rand des beobachtbaren Universums zurückgelegt hat, liegt sehr nahe am Alter des Universums mal der Lichtgeschwindigkeit, 13,8 Milliarden Lichtjahre ($4.2×10^9$ Parsec ), aber dies stellt nicht die Entfernung zu einem bestimmten Zeitpunkt dar, da sich der Rand des beobachtbaren Universums und die Erde seitdem weiter voneinander entfernt haben. Zum Vergleich: Der Durchmesser einer typischen Galaxie beträgt 30.000 Lichtjahre (9.198 Parsec ) und die typische Entfernung zwischen zwei benachbarten Galaxien beträgt 3 Millionen Lichtjahre (919,8 Kiloparsec ). Beispielsweise hat die Milchstraße einen Durchmesser von etwa 100.000 bis 180.000 Lichtjahren, und die nächste Schwestergalaxie der Milchstraße, die Andromeda-Galaxie, ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt.

Da wir den Raum über den Rand des beobachtbaren Universums hinaus nicht beobachten können, ist es unbekannt, ob die Größe des Universums in seiner Gesamtheit endlich oder unendlich ist.

Schätzungen für die Gesamtgröße des Universums, wenn endlich, reichen bis zu$10^{{10}^{{10}^{122}}}$ Megaparsec , impliziert durch eine Resolution des No-Boundary-Vorschlags.

Gemäß dem Vorschlag von Hartle-Hawking heißt es: "Das Universum hat keine anfänglichen Grenzen in Zeit und Raum".

Dr. Brent Tulley veröffentlichte einen Artikel: „ The Laniakea supercluster of galaxies “ (kostenloser arXiv-Preprint ) und ein dazugehöriges ergänzendes Video , zusammen mit dem Vimeo-Verzeichnis von Dr. Daniel Pomarède , insbesondere dieses Video: Cosmography of the Local Universe (FullHD-Version) , aus dem diese stammen Es wurden Bilder gezeichnet, die die Form eines Teils des Universums zeigen, wie wir es kennen:

• Nehmen Sie die WMAP-Daten und projizieren Sie alle Galaxien innerhalb von 8.000 km/s (1:18 im Video) auf einen 3D-Raum:

Klicken Sie auf das Bild, um es zu animieren

Eine Nahaufnahme unseres Standorts zeigt die große lokale Leere :

Beim Herauszoomen wird ein Teil des Universums sichtbar, siehe das oben verlinkte Video für weitere Informationen:

Die amorphe Geometrie des Universums wird derzeit untersucht, und die großräumige Verteilung der Galaxien ähnelt einem Schwamm. Das Maß in der Mitte des Bildes repräsentiert 1,5 Milliarden Lichtjahre. Licht breitet sich in alle Richtungen aus, und zur Zeit des Urknalls gab es kein Licht, das irgendwohin reisen konnte, und zu Beginn der Theorie des Urknalls gab es keine 3D-Richtungen, die wir uns vorstellen konnten, keine Definition von Geradheit und Kante, kein Abstand zwischen irgendetwas in einer bekannten Geometrie, in der 3D-, 4D-, 5D-, 12D-Superstring-Theorie. Um also die benötigte Geometrie zu finden, kann Mathematik zu 12D/28D werden und ist für uns verwirrend, der Begriff des Zentrums ist in 12/20-Dimensionen anders. Die hohe Temperatur des Urknalls ist älter als Atome, Licht, subatomare Teilchen, Materie, Gravitation, sie ist älter als die Existenz bekannter Geometrie,

Die Anzahl der Hohlräume im Schwamm könnte weit über Billionen Mal zahlreicher sein als die Anzahl der Atome im Ozean. Es könnte ein Googolplex-MPC als Teil der Gesamtzahl geben. Wo ist also das Zentrum? Wann endet die Zeit?

Der Urknall war aus unserer Sicht amorph, und in diesem Sinne könnte man sagen, dass er "massiv" ist. Seine kosmischen, räumlichen und physikalischen Eigenschaften sind inkommensurabel (es ist ein schönes Wort, um zu sagen, dass es nicht messbar / nicht zusammenhängend ist).

Wenn Sie sich vorstellen, dass unsere Sicht auf die kosmische Hintergrundstrahlung (13,8 Mrd. LY) den Durchmesser eines Atoms im Meer hat. Der Urknall ist vielleicht auch in einem anderen Atom auf der anderen Seite des Meeres passiert, daher hat die Geometrie keine Maßabstufung, die durch Beobachtung definiert werden kann. Wenn das große Universum eine Googolplex Kubikzahl von Billionen Lichtjahren entfernt anders aussieht, werden Sie es schwer haben, es herauszufinden.

Ein Objekt ohne Symmetrie oder Messung und ohne Begrenzung kann keinen Mittelpunkt haben. Es hat eher ein kubisches Googolplex-Maß als ein einzelnes Zentrum.

Sie stellen also eine geometrische Frage ähnlich wie "Wo ist der Mittelpunkt auf der Oberfläche einer Kugel und eines Reifens"?

So funktionieren Explosionen eigentlich nicht. Wenn Nitroglycerin explodiert, hinterlässt es kein Loch in der Mitte. So wie eine Explosion funktioniert auch der Urknall nicht. In jedem gültigen Bezugsrahmen begann sich das Universum mit Lichtgeschwindigkeit auszudehnen, ohne ein Loch im Zentrum zu hinterlassen, und das Zentrum ist kein besonderer Ort. Aufgrund seltsamer Gesetze des Universums gibt es nicht nur einen gültigen Bezugsrahmen.

Das Universum folgt der allgemeinen Relativitätstheorie, die sich in Abwesenheit eines Gravitationsfeldes und in Abwesenheit von Objekten mit einer Fluchtgeschwindigkeit, die einem erheblichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit entspricht, zur speziellen Relativitätstheorie vereinfacht, und folgt sehr genau einer Version der speziellen Relativitätstheorie, in der die Schwerkraft real ist Kraft, die die Raumzeit nicht krümmt. Unter https://physics.stackexchange.com/questions/19937/time-dilation-as-an-observer-in-special-relativity/384547#384547 erfahren Sie, wie die spezielle Relativitätstheorie funktioniert.

Gemäß der speziellen Relativitätstheorie hat das Universum kein Zentrum. Jedes nicht rotierende Objekt, das sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, die langsamer als die Lichtgeschwindigkeit ist, ist ein gültiger Bezugsrahmen, und in seinem Bezugsrahmen ist das Zentrum des Universums der Ort, an dem der Urknall stattgefunden hat. Es gibt keine zeitähnliche Linie, von der sich alle Beobachter einig sind, dass sie das Zentrum des Universums ist. In jedem Bezugssystem kann das Zentrum des Universums in diesem Bezugssystem kein besonderer Ort sein, da es nicht das Zentrum in einem anderen Bezugssystem ist. Wenn wir Galaxien am Rand des Universums betrachten, sehen wir Galaxien, die denen ähneln, die am Anfang des Universums entstanden sind, aber wir blicken wirklich nur auf Galaxien zurück, die etwa halb so alt waren wie unser Universum in unserem Bezugsrahmen. Sie' Sie sind wie viel jüngere Galaxien nur wegen ihrer eigenen Zeitdilatation und in ihrem eigenen Bezugssystem tatsächlich viel jünger. Was passiert in jedem Bezugsrahmen, wenn Sie sich am Rand des Universums befinden und stationär sind? Sie sehen sich selbst am Rande. In einem anderen Bezugsrahmen befinden Sie sich im Zentrum des Universums und bewegen sich, und die Aberration des Lichts, das Sie beobachten, lässt Sie wahrnehmen, dass Sie sich nicht im Zentrum befinden.

Das ist genau das, was die spezielle Relativitätstheorie vorhersagt, aber in Wirklichkeit folgt das Universum nicht der speziellen Relativitätstheorie, aber einige der Ergebnisse, die ich bereits erwähnt habe, sind immer noch wahr. Das Universum beschleunigt sich, so dass sich Galaxien schließlich schneller als das Licht von uns entfernen werden, weil der Weltraum selbst sie schneller als das Licht wegzieht. Wir leben wahrscheinlich in einem De-Sitter-Universum. Unser kosmischer Horizont, die Region des Weltraums, die sich in unserem Bezugsrahmen mit Lichtgeschwindigkeit von uns wegbewegt, verhält sich wie ein Schwarzes Loch in dem Sinne, dass wir sehen werden, wie sich Galaxien exponentiell dem kosmischen Horizont nähern, ohne ihn jemals ganz zu erreichen und mehr zu bekommen rot verschoben ohne Grenzen, wenn es näher kommt.

Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/De_Sitter_universe