Hat Das Universum Einen Vorteil?

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Das universum hat keine grenzen. Und selbst wenn, könnten sie niemals dorthin gehen, weil es sich so schnell ausdehnt, dass die am weitesten entfernten teile nicht erreichbar sind.

Wissenschaftler wissen jetzt, dass sich das Universum immer weiter ausdehnt. Also, wenn es sich aufbläst, in was wächst es? Mit anderen Worten, was ist jenseits des bekannten Universums?

Das Definieren dieses "Jenseits des Universums" würde bedeuten, dass das Universum einen Vorteil hat. Und da werden die Dinge knifflig, weil die Wissenschaftler nicht sicher sind, ob es einen solchen Abfall gibt.

Die Antwort hängt davon ab, wie man die Frage betrachtet.

Cliff-Kleiderbügel

Eine Frage der Frage lautet: "Könnten Sie irgendwohin gehen, wo Sie über das Universum hinausschauen könnten?" So könnte man über eine Klippe hinausschauen oder aus einem Fenster schauen, um die Außenseite eines Gebäudes zu sehen. Die Antwort auf diese Frage lautet "wahrscheinlich nicht".

Ein Grund ist das "kosmologische Prinzip", sagte Robert McNees, Professor für Physik an der Loyola University in Chicago. Das kosmologische Prinzip besagt, dass die Verteilung der Materie in irgendeinem Teil des Universums ungefähr gleich aussieht wie in jedem anderen Teil, unabhängig davon, in welche Richtung Sie schauen. In Bezug auf die Wissenschaftler ist das Universum isotrop.

Das kosmologische Prinzip ist zum Teil eine Folge der Idee, dass die Gesetze der Physik überall gleich sind. "Es gibt viele lokale Unterschiede - Sterne, Galaxien, Cluster usw. - aber im Durchschnitt über große Brocken des Weltalls ist kein Ort wirklich so anders als anderswo", sagte McNees in einer E-Mail mit WordsSideKick.com

Die Implikation ist jedoch, dass es keine "Kante" gibt; Es gibt keinen Ort, an dem das Universum gerade endet, und man könnte in eine Richtung schauen und sehen, was sich dahinter befindet.

Eine häufig verwendete Analogie zur Beschreibung dieses kantenlosen Universums ist die Oberfläche eines Ballons. Eine Ameise auf einer solchen Oberfläche kann in jede Richtung laufen, und es sieht so aus, als wäre die Oberfläche "unbegrenzt" - das heißt, die Ameise könnte wieder an ihren Ausgangspunkt zurückkehren, aber die Reise würde kein Ende finden. Obwohl die Oberfläche eines Ballons eine endliche Anzahl von quadratischen Einheiten ist, gibt es keine Kante, keine Grenze (da Sie für immer in eine Richtung gehen können). Außerdem gibt es kein "Zentrum", so dass es keinen bevorzugten Punkt auf der Kugeloberfläche des Ballons gibt.

Das Universum ist eine dreidimensionale Version der Haut des Ballons.

Ballooning Universum

Aber wie kann sich das Universum ausdehnen, wenn es kein Ende oder Rand gibt?

Wenn man wieder die Ballon-Analogie anwendet, würde die Ameise beobachten, dass andere Dinge auf der Oberfläche des Ballons weiter entfernt werden, wenn man dem Ballon mehr Luft zuführt. Und je größer der Abstand zwischen der Ameise und einem Objekt ist, desto schneller würde das Objekt zurückgehen. Unabhängig davon, wo die Ameise flatterte, würde die Geschwindigkeit, mit der diese Objekte zurückgingen, denselben Beziehungen folgen. Wenn die Ameise eine Gleichung aufstellte, die beschreibt, wie schnell die am weitesten entfernten Objekte zurückgingen, würde sie überall auf der Oberfläche des Ballons gleich funktionieren.

Wenn Ballons aufgeblasen werden, dehnen sie sich jedoch in einen dreidimensionalen Raum aus. Das Problem ist, dass dies nicht für das Universum gilt. Definitionsgemäß enthält das Universum alles, also gibt es kein "außerhalb". Der Physiker Stephen Hawking hat oft gesagt, dass die ganze Frage keinen Sinn macht, denn wenn das Universum aus dem Nichts stammt und alles zur Existenz gebracht hat, dann zu fragen, was jenseits des Universums liegt, ist wie die Frage, was nördlich des Nordpols ist. [Der Urknall der Zivilisation: 10 erstaunliche Origin-Ereignisse]

Dr. Katie Mack, theoretische Astrophysikerin an der University of Melbourne in Australien, sagte gegenüber WordsSideKick.com, dass es sinnvoller sein könnte, das Universum als weniger dicht zu betrachten, anstatt sich auszudehnen. Das heißt, die Konzentration der Materie im Universum nimmt ab, wenn sich das Universum ausdehnt, sagte sie.

Das liegt daran, dass sich Galaxien nicht durch den Weltraum voneinander entfernen - der Raum selbst wird immer größer. Alle Aliens in den Galaxien, die die Menschen sehen, würden alle zu der gleichen Schlussfolgerung kommen wie die Erdlinge: Alles andere bewegt sich in alle Richtungen und die lokale Galaxie ruht sich aus.

Da der Raum sich ausdehnt, können die Galaxien so aussehen, als würden sie sich schneller als Licht bewegen, ohne die Relativitätstheorie zu verletzen. Dies bedeutet, dass im Vakuum nichts schneller als Licht gehen kann. Die tatsächliche Größe des beobachtbaren Universums beträgt 46 Milliarden Lichtjahre in jede Richtung, auch wenn das Universum erst vor 13,8 Milliarden Jahren begann, sagte Mack. Aber das begrenzt immer noch die Größe des Universums, das die Menschen sehen können, das beobachtbare Universum. Alles außerhalb dieses Umkreises von 46 Milliarden Lichtjahren ist für Erdlinge nicht sichtbar und wird es auch niemals sein. Das liegt daran, dass die Abstände zwischen Objekten im Universum immer schneller werden, als die Lichtstrahlen zur Erde gelangen können.

Darüber hinaus war die Expansion nicht einheitlich. Für einen kurzen Bruchteil einer Sekunde nach dem Urknall gab es eine Phase der beschleunigten Expansion, die Inflation genannt wurde, während der das Universum viel schneller wuchs als jetzt. Aus diesem Grund werden niemals ganze Regionen des Weltraums von der Erde aus beobachtet werden können. Mack stellte fest, dass das Universum unter der Annahme einer Inflation tatsächlich zehn ist23 mal größer als die 46 Milliarden Lichtjahre, die Menschen sehen können. Wenn also das Universum einen Vorteil hat, ist es so weit entfernt, dass die Erdlinge es nicht sehen können und werden es auch niemals tun. [Big Bang, deflationiert? Das Universum hat vielleicht keinen Anfang gehabt]

Ein unendlicher Raum?

Mittlerweile gibt es die Frage, ob das Universum im Weltraum unendlich ist, was laut Mack noch immer eine offene Frage ist. Oder das Universum könnte sich in einer höheren Dimension um sich selbst wickeln, genauso wie die 2D-Oberfläche einer Kugel sich dreidimensional umgibt, sagte sie.

Ein weiterer Faktor ist, ob das Universum durch kleine Schwankungen in einem Vakuum aus dem Nichts aufgetaucht ist oder wie Hawking und James Hartle vorgeschlagen haben, dass Zeit und Raum nahe am Anfang austauschbar sind. Wenn einer der Fälle der Fall ist, dann macht es keinen Sinn, zu fragen, was vor dem Universum kam und was sich außerhalb davon befindet.

Mack sagte, es gibt fortlaufende Versuche, die Frage zu klären, ob das Universum wie eine Kugel ist und sich auf sich selbst zurückzieht, so dass Sie, wenn Sie in eine Richtung reisen, schließlich zu Ihrem Ausgangspunkt zurückkehren.

"Wir suchen nach wiederholten Flecken am Himmel", sagte sie. "Das ist es, wonach die Menschen suchen, wenn sie nach Beweisen dafür suchen, dass das Universum endlich ist.... Unser Raum könnte ein 3D-Raum sein, der in einen vierdimensionalen Raum eingebettet ist." (Das Universum hat vier Dimensionen, mit denen Menschen interagieren, drei vom Raum und eine von der Zeit, aber dies würde bedeuten, dass es eine zusätzliche, vierte räumliche Dimension gibt.)

Wenn Astronomen auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Himmels genau dieselben Orte finden würden, wäre dies ein deutlicher Hinweis darauf, dass das Universum auf diese Weise gekrümmt ist. Es gibt jedoch keine Garantien. Während einige kosmologische Theorien wie die Stringtheorie höhere Dimensionen verwenden, sind die meisten davon "aufgerollt" und klein, während die "zusätzliche" Dimension eines gekrümmten Universums groß sein müsste.

All dies bedeutet, dass der Mensch, wenn es ein Ende des Universums gibt, möglicherweise niemals in der Lage ist, es zu sehen, und es besteht die reale Möglichkeit, dass das Universum so geformt ist, dass es anfangs keine Grenze hat.

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