Das Universum ist flach und warum können wir den Raum "hinter" unserer Universumsebene nicht sehen oder darauf zugreifen?

Wenn Sie über Krümmung sprechen, ist es wichtig, zwischen intrinsischer und extrinsischer Krümmung zu unterscheiden. Ich habe mich bemüht, eine gute Zusammenfassung des Unterschieds zu finden: Seite 6 dieses PDFs behandelt ihn oder Google nach ähnlichen Artikeln.

Eine sehr verbreitete Analogie für die Raumzeitkrümmung ist die Gummifolie , und dies ist ein Beispiel für eine extrinsische Krümmung. Wir nehmen das zweidimensionale Blatt und verformen es in einer dritten Dimension, um die Krümmung zu erzeugen. Bei extrinsischer Krümmung ist es durchaus vernünftig zu fragen, ob wir uns in der dritten Dimension bewegen könnten, um "hinter das Blatt" zu sehen.

Die von der allgemeinen Relativitätstheorie beschriebene Raumzeitkrümmung ist jedoch eine intrinsische, keine extrinsische Krümmung und wird nicht durch eine Biegung des dreidimensionalen Raums in einer hypothetischen vierten Dimension verursacht. Sie können sich also nicht aus der Raumzeit herausbewegen, um zu sehen, was sich dahinter verbirgt.

Es ist schwierig, die intrinsische Krümmung zu erklären, aber versuchen wir es, indem wir auf die Gummiplatte zurückgehen. Angenommen, Sie halten das Laken flach, aber Sie greifen das Laken an einer Stelle und ziehen das Laken in eine Richtung:

Das Raster soll zeigen, wie das Blatt gedehnt wurde. Das Blatt ist immer noch 2-D, weil wir weder nach oben noch nach unten gestreckt haben, aber es wurde verformt, sodass sich der Abstand zwischen den Gitterlinien ändert. Der Schlüsselgedanke (und am schwersten intuitiv zu verstehen) ist, dass für Flachländer, die auf dem Bettlaken leben, die Gitterlinien immer noch gerade aussehen. Ein Flachländer, der entlang der mittleren vertikalen Gitterlinie geht, würde denken, dass er in einer geraden Linie geht, sich aber tatsächlich in einer Kurve bewegt.

Diese Art von Krümmung tritt in der Allgemeinen Relativitätstheorie auf. Es ist intrinsisch, nicht extrinsisch . Um auf Ihre Frage zurückzukommen, Sie können sich nicht hinter das Universum bewegen, weil es kein Hinten gibt , in das Sie sich bewegen können. Es gibt nur die drei räumlichen und eine zeitliche Dimension – sie sind nur an sich gekrümmt.

Soweit wir derzeit wissen, können Sie nicht außerhalb des Universums sehen. Damit dies möglich ist, müssten Informationen das Universum verlassen und betreten. Mir ist nichts in der Physik bekannt, das das erlaubt. Sogar in Schwarzen Löchern bleiben nach meinem besten Wissen Informationen und Energie erhalten, sobald sie hineingelangen.

Zur zweiten Frage: Wenn das Universum "geschlossen" ist, dann ja, theoretisch kann man in einer Linie reisen und dorthin zurückkehren, wo man gestartet ist. Aber wenn es flach ist (wie ein Flugzeug), dann wäre es unendlich und du machst einfach ewig weiter. Wir wissen einfach nicht genau, was die Geometrie des Universums ist. Es ist sehr wahrscheinlich, dass es flach und unendlich ist.