Unendlichkeit ist ein mathematisches Konzept, das sich auf eine unbegrenzte Menge innerhalb einer Größenordnung bezieht. Aus unserer menschlichen Sicht ist es unmöglich, sich etwas vorzustellen. redet immer darüber unendliches Universum aber es ist etwas schwer zu verstehen. Jedes Mal, wenn wir eine Frage zum Universum beantworten, tauchen Hunderte neuer Fragen auf. Ist das Universum unendlich oder hat es ein Ende? Diese Frage, die Astronomie und Philosophie vermischt, ist zweifellos die Schlüsselfrage der Wissenschaft. Die einmal gefundene Antwort auf diese Frage wird alles verändern. Es ist unendlich und seine Auswirkungen werden gleichzeitig erstaunlich und erschreckend sein.
In diesem Artikel erzählen wir Ihnen vom unendlichen Universum, den existierenden Theorien und vielem mehr.
Ist das Universum unendlich?
Alle aktuellen Beweise zeigen, dass das Universum keine Grenzen kennt. Mit anderen Worten: Das Universum ist im Prinzip unendlich. Wir wissen viele Dinge über das Universum. Wir werden in Zukunft mehr wissen. Aber wir waren, wir sind und werden durch einen Aspekt begrenzt: die Lichtgeschwindigkeit. Wie Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie feststellte: Die einzige Konstante im Universum ist die Lichtgeschwindigkeit, die 300.000 Kilometer pro Sekunde beträgt. Wir wissen auch, dass das Universum vor 13.800 Milliarden Jahren im Urknall entstand, was den Beginn der Expansion des Universums aus der Raum-Zeit-Singularität darstellte. Seitdem wissen wir, dass es expandiert, und zwar in einem beschleunigten Tempo. Tatsächlich, Für jede weitere Entfernung von 70 Millionen Lichtjahren dehnt es sich mit einer Geschwindigkeit von 3,26 Kilometern pro Sekunde aus.
Aber auf welches Problem stoßen wir, wenn wir herausfinden wollen, ob das Universum eine Grenze hat? Das heißt, wenn wir versuchen festzustellen, ob es unendlich ist oder nicht. Nun, wir sind durch die Zeit begrenzt, die das Licht seit der Geburt des Universums zurücklegen muss.
Die weiteste Entfernung, die wir im Weltraum sehen können, beträgt 13.800 Milliarden Lichtjahre. Also, Technisch gesehen sind es 13.799.620.000 Millionen Lichtjahre, denn während der ersten 380.000 Lebensjahre des Universums, die Energie war so hoch, dass sich keine Atome bilden konnten, also waren subatomare Teilchen frei und wurden gebildet, um Photonen zu blockieren. Die Wahrheit ist, dass Licht erst 380.000 Jahre nach dem Urknall wirklich entstand.
Das ist also unsere Grenze. Wir können nicht darüber hinaussehen. Da wir nicht weiter sehen können, können wir nicht wissen, ob das Universum wirklich eine Kante hat oder ob es umgekehrt unendlich ist. Die einzige Möglichkeit, festzustellen, ob das Universum ewig oder endlich ist, besteht darin, sich auf mathematische Berechnungen und astronomische Vorhersagen zu verlassen.
Die Geometrie des Universums und seine Ewigkeit
Eine der wichtigsten Methoden, um herauszufinden, ob das Universum unendlich ist, besteht darin, seine Form zu bestimmen. Es ist eine unglaublich komplexe Aufgabe, aber mathematische Messungen und Vorhersagen zeigen, dass das Universum nur vier mögliche Geometrien haben kann: Euklidisch (flach), sphärisch, hyperbolisch (flach, aber gebogen) oder toroidal (wie ein Donut).
Am Ende verzichteten wir auf den offenen Ringkörper, da das Vorhandensein zweier unterschiedlicher Krümmungen (Längs- und Querkrümmung) dazu führen würde, dass sich das Licht im Raum unterschiedlich ausbreitet. Dies verstößt gegen das kosmologische Prinzip, das uns besagt, dass das Universum isotrop ist, das heißt, physikalische Eigenschaften hängen nicht von der Richtung ab, in der sie untersucht werden.
Uns bleiben also drei mögliche Formen: planar, sphärisch oder hyperbolisch. Die Kugelhypothese impliziert, dass das Universum geschlossen ist. Ich meine, es ist begrenzt. Wenn das Universum eine Kugel ist, kann es nicht unendlich sein. Die flache und die hyperbolische Annahme implizieren, dass das Universum unendlich ist, da beide von einem offenen Universum ausgehen.
In diesem Sinne sagt uns die Bestimmung der Form des Universums, ob es unendlich ist oder nicht. Können wir seine Geometrie kennen? Ja, zumindest ungefähr. Analyse des kosmischen Mikrowellenhintergrunds. Dabei handelt es sich um die Strahlung, die vom Urknall übrig geblieben ist. Es waren die ersten Lichtechos, die 380.000 Jahre nach seiner Geburt im Universum auftauchten. Es ist Strahlung, die eine weite Strecke zurückgelegt hat, um uns zu erreichen.
Es ist also diese kosmische Hintergrundstrahlung, die am stärksten von der Krümmung (oder Nichtkrümmung) des Universums beeinflusst wird. Wenn das Universum flach ist, beträgt seine Krümmung 0. Wenn das Universum kugelförmig ist, ist seine Krümmung positiv (größer als 0), und wenn es hyperbolisch ist, ist seine Krümmung negativ (kleiner als 0). In diesem Fall berechnen wir die Verzerrung, die die kosmische Hintergrundstrahlung auf ihrer Reise seit der Entstehung des Universums erlitten hat. Wir vergleichen Schätzungen der Größe des kosmischen Mikrowellen-Hintergrundkleckses mit der Größe der Masse, die wir tatsächlich sehen. Wenn die Krümmung positiv ist (sphärische Geometrie), sehen wir größere Flecken, als das mathematische Modell schätzt.
Wenn die Krümmung negativ ist (hyperbolische Geometrie), sehen wir, dass die Flecken kleiner sind als die Schätzungen des mathematischen Modells. Ohne Krümmung (flache Geometrie) würden wir Flecken in der gleichen Größe sehen, wie sie durch das mathematische Modell geschätzt wird.
Was wir sehen? Keine Verzerrung. Zumindest liegt unsere Krümmung sehr nahe bei 0. Die Geometrie des Universums scheint flach zu sein. Wenn das Universum flach ist, bedeutet das, dass es offen ist. Wenn es offen ist, dann ist es unendlich. Seine scheinbar flache Geometrie, kombiniert mit der Tatsache, dass sich dunkle Energie im Raum nicht verdünnt, egal wie stark sich das Universum ausdehnt, scheint darauf hinzudeuten, dass das Universum tatsächlich unendlich ist. Es gibt keine Grenzen. Bei jeder Reise werden Sie neue Galaxien und neue Sterne entdecken. Sie werden nie die Grenze finden oder an den gleichen Ort zurückkehren. Das Universum ist ewig.
Ist das Universum also wirklich unendlich?
Obwohl Studien zur kosmischen Geometrie und zur dunklen Energie darauf hindeuten, dass das Universum tatsächlich unendlich ist, können wir uns nie sicher sein. Das liegt im Grunde daran Wir können nicht hundertprozentig sicher sein, dass das Universum flach ist.
Wir wissen, dass es eine Krümmung von etwa 0 hat, sind uns aber nicht ganz sicher. Die Berechnung kann nicht ganz genau sein, daher kann es zu einer leichten positiven Krümmung kommen, die wir nicht messen können (es spielt keine große Rolle, ob sie negativ ist, da sie hyperbolisch und immer noch unendlich ist).
Das Universum ist flach oder leicht kugelförmig. Aber wenn es leicht kugelförmig wäre, würde das bereits bedeuten, dass das Universum eine geschlossene Kugel wäre, also wäre das Universum ein endlicher Ort. Möglicherweise können wir seine Krümmung nie genau messen. Wir wären völlig blind, wenn wir nicht wüssten, ob es wirklich bei Null angefangen hat. Dieser kleine numerische Unterschied führt uns vom Konzept eines unendlichen Universums zu dem eines endlichen Universums. Ganz zu schweigen davon, dass wir die wahre Größe des Universums immer noch nicht kennen. Wir sind durch die Teile des Universums begrenzt, die wir durch Licht sehen können.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über das unendliche Universum erfahren und erfahren können, ob es wirklich existiert oder nicht.
