Wo ist der Rand des Universums?

Wo ist der Rand des Universums?

Es ist zwar sehr, sehr, sehr groß, aber das Universum kann wahrscheinlich nicht unendlich groß sein. Das heißt aber nicht, dass es einen Vorteil hat.

Wir alle wissen, dass sich das Universum ausdehnt, nicht wahr? Naja, wenn du es nicht wusstest, dann danke nicht für die Information. Wir leben in einem expandierenden Universum: Jede Galaxie fliegt von jeder anderen Galaxie weg. Dies führt natürlich zu der allgemeinen Frage: „Wenn sich das Universum ausdehnt, in was expandiert es dann? In einem großen Universum? In nichts? In so etwas wie einem unbestimmten Nebel? Wo ist der Rand unserer kosmischen Blase?

Nun, unser Universum hat einen Vorteil - das heißt, wenn wir mit „unserem Universum“ das beobachtete Universum meinen. Die Lichtgeschwindigkeit ist nur Geschwindigkeit - und das Universum existiert seit langer Zeit (etwa 13,77 Milliarden Jahre). Für uns bedeutet dies jedoch, dass uns nur so viel vom Universum durch Licht offenbart wurde, das über weite kosmische Entfernungen wanderte. Und was ist jenseits unserer beobachteten Grenze? Es ist ganz einfach: Nur noch mehr Dinge wie Galaxien und Schwarze Löcher und neue, fantastische Käsesorten. Diese Dinge sind für uns unerreichbar, aber sie sind immer noch da.

Aus unserer Sicht scheinen wir im Zentrum von allem zu stehen und jede Galaxie fliegt von uns weg. Das führt natürlich zu der Argumentation: "Es muss eine Kante geben." Aber sagen wir, Sie sind zu Andromeda gesprungen, unserem nächsten Nachbarn in der Galaxis. Von diesem neuen Standpunkt aus sieht alles immer noch so aus, als ob Sie sich im Zentrum des Universums befinden, und alles fliegt von Ihnen weg. Lassen Sie uns jetzt wirklich verrückt werden und so tun, als könnten wir Sie zu der am weitesten entfernten beobachteten Galaxie teleportieren, die sich am äußersten Rand unserer Beobachtungsreichweite befindet. Weißt du was? Ja, von Ihrer Position aus sieht es so aus, als ob Sie sich im Zentrum des Universums befinden und jede Galaxie (einschließlich der fernen Milchstraße) eilt weit von Ihnen weg. Das ist es, was wir meinen, wenn wir sagen: "Das Universum dehnt sich aus." Jede Galaxie wird von jeder anderen Galaxie entfernt (mit einigen geringfügigen Ausnahmen von lokalen Fusionen, aber dies ist ein Thema für einen anderen Artikel).

Aber es sollte eine Grenze geben, oder? Das Universum kann nicht unendlich sein, oder? Richtig?

Na ja, wahrscheinlich nicht. Obwohl dies ein sehr, sehr, sehr großes Universum ist, ist es wahrscheinlich nicht unendlich groß.

Aber sie braucht immer noch keine Kanten.

Denken Sie noch einmal über das Springen von Galaxie zu Galaxie nach. Von der Seite der Milchstraße aus sieht das Universum aus wie eine riesige Seifenblase, deren Größe von unserem Zentrum aus zunimmt. Aber von einer anderen Galaxie aus sieht diese universelle Blase anders aus, weil sich diese andere Galaxie im „Zentrum“ der Blase befindet ... Und die Versuchung, in unserem Universum Begriffe wie „Innen“ oder „Rand“ zu nennen, ergibt aus der Perspektive einer neuen Perspektive keinen Sinn. . Und das gilt für jede Galaxie.

Ich sage es noch einmal: Das „expandierende Universum“ bedeutet einfach, dass sich jede Galaxie weiter von jeder anderen Galaxie entfernt. Hier ist es! Es gibt keine Kante. Keine blase Nichts zu erweitern. Die Mathematik ist einfach: Das Universum wird mit der Zeit größer. Das ist alles.

Machen wir einen Schritt zurück. Jeder kennt diese gebräuchlichen Analogien zur Beschreibung des expandierenden Universums: Galaxien sind wie Ameisen, die um einen Wasserball kriechen. Wir sind alle nur Rosinen in einem Laib Brot. Und - oh! Der Ball ist aufgeblasen! Ja Im Ofen wächst ein Brot! Der Raum erweitert sich und Galaxien werden mitgerissen! Wir sehen uns Einfach!

Diese Analogien geben uns natürlich einen wichtigen Punkt: Galaxien fliegen nicht und walzen nicht in einiger Entfernung voneinander. Dies ist der Raum unter ihnen, der die ganze Expansionsarbeit leistet; Galaxien liegen nur auf dem kosmischen Teppich. Diese Analogien weisen jedoch auch einen schwerwiegenden Fehler auf. Wir können uns alle leicht vorstellen, einen Wasserball oder einen aufsteigenden Brotlaib aufzublasen, und wir denken sofort, dass sie sich zu etwas ausdehnen: leerer Luft. Der Wasserball hat Haut. Das Brot hat einen köstlichen, knusprigen Geschmack. Sie haben Kanten und bewegen sich in etwas hinein.

Unser Verstand hat sich über uns lustig gemacht, und dies täuscht uns und verbirgt, was tatsächlich passiert.

Wenn wir die Analogie von Ameisen auf dem Wasserball verwenden, sagen die Leute als Erstes: „Warum Ameisen?“. Ich weiß nicht; Bleib einfach dran. Und zweitens, was die Leute sagen: „Oh, ist das Universum Zentrum direkt in der Mitte der Kugel.“ In diesem Moment muss ich analog mit Einschränkungen springen: Unser gesamtes Universum ist die Oberfläche eines aufblasbaren Balls. Und die Oberfläche des Balls hat keine Mitte. So wie die Erdoberfläche keinen Mittelpunkt hat. Wir könnten die Stangen machen, wo immer wir wollten.

In dem Ball-Beach-Modell ist unser gesamtes Universum eine zweidimensionale Oberfläche voller idiotischer Ameisen, die versuchen, aufeinander zuzukriechen, aber sie können es nicht, weil einige es weiterhin mit einem Ruck aufblasen. Okay, gut, was auch immer. Dieses Modell des Universums ist zweidimensional, aber in unseren Augen denken wir sofort an seine Ausdehnung in die dritte Dimension - eine Dimension, auf die Ameisen nicht zugreifen können, weil sie nicht springen können. Diese zusätzliche Dimension bietet jedoch „Raum“, sodass sich der Ball zu etwas ausdehnt.

Aber unser wahres Universum ist dreidimensional. Die Stringtheorie geht zwar davon aus, dass möglicherweise zusätzliche Dimensionen vorhanden sind, sie sind jedoch alle subminiatur, sodass sie nicht berücksichtigt werden. Gibt es also eine vierte zusätzliche Dimension, die „Material“ für die Erweiterung unseres Universums zu etwas bietet? Vielleicht ja, vielleicht auch nicht. Hier ist was: Mathe kann eine vierte Dimension für unsere 3D-Expansion des Universums in etwas schaffen. Und wir hätten sicherlich eine "Kante" in dieser zusätzlichen Dimension, sodass Sie auch auf die "Kante" der 2D-Strandoberfläche des Balls zeigen können.

Das ist aber nicht nötig.

Wir brauchen keine vierte Dimension, um unser Universum abzudecken. Wir haben eine vollständige und konsistente mathematische Beschreibung der Expansion des Universums, wobei wir nur die normalen, alltäglichen drei Dimensionen verwenden, die wir kennen und lieben. Dies bedeutet also, dass wir ein expandierendes Universum haben können, ohne eine Kante oder etwas zu benötigen, so dass es sich zu etwas ausdehnt.

Ich gebe zu, dass ich Probleme habe, dieses Konzept zu erklären. Aber das ist das Schöne daran, das Universum mithilfe der Mathematik zu verstehen: Wir können Konzepte erstellen und manipulieren, weil unser Gehirn diese einfach nicht alleine bewältigen kann!

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