Ist das Universum unendlich? Die Antwort wird schnell seltsam. Die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass das Kosmos bemerkenswert flach ist, aber das klärt nicht ab, ob er unendlich weitergeht. Er könnte sich wie ein Globus um sich selbst wickeln.
Die Messung des beobachtbaren Universums
Das beobachtbare Universum ist nicht nur die größte Entfernung, die unsere Teleskope sehen können. Es ist eine Grenze für Informationen. Jenseits dieser Grenze können wir nur raten und spekulieren.
Eine Vermutung ist einfach: Das Universum ist unendlich. Der Raum geht weiter, ohne ein Ende.
Eine andere Vermutung ist, dass das Universum endlich ist. Das wirft eine Frage auf: Wie kann etwas endlich sein, ohne einen Rand zu haben?
Die Antwort kommt von der Erde selbst. Unser Planet hat eine endliche Oberfläche, und doch findet ein Wanderer, der sie entlanggeht, keinen Rand, an dem der Boden aufhört. Die Oberfläche rollt zurück über sich selbst.
Geometrie zeigt Krümmung
Die Mathematik ermöglicht es uns, Krümmung zu erkennen, ohne die Oberfläche zu verlassen. Dreiecke funktionieren. Auf einer flachen Ebene addieren sich die drei Innenwinkel zu 180 Grad.
Auf der Erde kann man zwischen drei Städten ein Dreieck zeichnen, und die Winkel addieren sich zu mehr als 180 Grad.
Parallele Linien erzählen dieselbe Geschichte. Auf einer flachen Ebene treffen parallele Linien niemals aufeinander. Auf einer gekrümmten Oberfläche können Linien, die parallel beginnen, konvergieren.
Stellen Sie sich zwei Personen vor, die an verschiedenen Punkten am Äquator beginnen und geradewegs nach Norden reisen. Ihre Wege treffen sich am Nordpol, ohne dass eine von beiden abbiegt. Die Oberfläche bog sich unter ihnen.
Astronomen können denselben Test am Universum selbst durchführen.
1) Antikes Licht testet die Form
2) Die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung, oder CMB, ist uraltes Licht, das von den frühen Phasen des Universums übrig geblieben ist. Wissenschaftler verstehen einen großen Teil der beteiligten Physik, was es ihnen ermöglicht, vorherzusagen, welche Muster in diesem uralten Glanz erscheinen sollten.
3) Zu diesen Vorhersagen gehören winzige Temperaturschwankungen, die über die CMB verstreut sind.
4) Wissenschaftler können berechnen, wie groß diese Temperaturbereiche erscheinen sollten, wenn der Raum gekrümmt wäre. Sie vergleichen die beobachtete Größe mit der Größe, die für verschiedene kosmische Geometrien vorhergesagt wird.
5) Die Bereiche erscheinen im Wesentlichen im erwarteten Maßstab für flachen Raum. Das ist der Grund, warum Wissenschaftler sagen, das Universum wirke geometrisch flach.
6) Flach bedeutet nicht unendlich
7) Messen Sie die Krümmung der Erde, während Sie in Ihrer Nachbarschaft bleiben, und sie wirkt nahezu flach. Kleine Dreiecke verhalten sich fast genau wie von Euklid vorhergesagt. Kurze parallele Pfade divergen nicht.
8) Das Problem ist nicht, dass die Erde tatsächlich flach ist. Ihr Messbereich ist zu klein im Vergleich zur Größe des Planeten.
9) Das Gleiche könnte für das Universum gelten. Unsere Messungen sind auf das beobachtbare Universum beschränkt. Der Raum wirkt innerhalb dieses enormen Bereichs äußerst flach, aber das Universum außerhalb könnte weitaus größer sein.
10) Wenn dem so ist, könnte der Raum schließlich wieder auf sich selbst abkrümmen. Grundsätzlich könnte eine Reise in eine Richtung Sie dorthin zurückführen, wo Sie begonnen haben.
11) In der Praxis macht die Ausdehnung des Universums entfernte Regionen dauerhaft unerreichbar, sodass die Idee eine Gedankenexperiment bleibt.
12) Seltsamere Möglichkeiten
Das Universum könnte flach sein und sich dennoch fortsetzen. Ein Universum kann geometrisch flach sein, ohne in jede Richtung unendlich zu sein.
Hier ist, was das bedeutet:
- Der Raum könnte sich zurück auf sich selbst biegen.
- Eine Reise in eine Richtung könnte Sie an den Ort zurückbringen, an dem Sie gestartet sind.
- Das beobachtbare Universum ist ein kleiner Ausschnitt eines viel größeren Ganzen.
Der Maßstab des beobachtbaren Universums ist riesig – zig Milliarden Lichtjahre. Das ist im Vergleich zu der Größe des Universums nicht klein.
| Maßstab (Skala) | Was es misst (Was gemessen wird) |
|---|---|
| Beobachtbares Universum (Beobachtbares Universum) | Die weiteste Entfernung, die wir sehen können (Größte sichtbare Distanz) |
| CMB-Flächen (CMB-Flächen) | Temperatur-Flächen im uralten Licht (Temperatur-Flächen im frühen Licht) |
| Die Erdoberfläche | Fläche des Planeten |
Die Schlussfolgerung ist, dass die Form des Universums seltsamer ist als eine flache, unendliche Ebene. Sie könnte auf riesigen Skalen, die wir nicht messen können, gekrümmt sein, oder sie könnte sich auf eine Weise winden, die wir noch nicht vorstellen können. Die Wissenschaft arbeitet noch daran, und die Antwort bleibt seltsam.
Quelle: “Ist das Universum unendlich? Die Antwort wird schnell seltsam,” ScienceDaily.
Das Notizbuch abonnieren.
Die besten Geschichten des Tages und jedes neue Urteil, in klarem Deutsch, um sieben im Postfach. Eine Mail am Tag, nicht mehr.