Warum ist es sinnvoll zu sagen, dass das Universum kein Zentrum hat?

8

Wenn wir annehmen, dass wir und alles im Universum vollkommen flach sind. Das heißt, wir haben Breite und Tiefe, aber keine Höhe. Und wir befinden uns auf der Oberfläche eines Ballons, der mit Luft explodiert und sich "nach außen" ausdehnt. Wir flachen Menschen können uns auf der Oberfläche unseres Ballons bewegen, aber nicht durch ihn hindurch, ähnlich wie wir in einem Flugzeug um die Erde navigieren. Egal wo sich etwas auf der Oberfläche des Ballons befindet, ein Punkt ist nicht zentraler als jeder andere Punkt. Mit anderen Worten, die Oberfläche eines Ballons (das "Universum") hat kein Zentrum. Sagen wir deshalb, dass es keinen Sinn macht zu sagen, dass das Universum ein Zentrum oder eine Kante hat, oder ist diese Analogie dumm?

Michael Lee
quelle
Es gibt einfach keine Hinweise auf höhere Dimensionen oder intrinsische Krümmungen. Die Beweise von WMAP und anderswo legen nahe, dass das Universum flach ist. Wir haben keinerlei Beweise, die die Analogie "Ameise auf einem Ballon" stützen könnten. Die Idee eines geschlossenen Universums ist zwar nicht dumm, aber die Leute erzählen Ihnen davon, als ob es eine wissenschaftliche Tatsache wäre, und "erklären" es mit etwas, das nicht erklärt wird. Als ob der Ballon alles in Ordnung macht. Als wären wir wirklich 2D-Kreaturen auf einer 3D-Oberfläche. Erst als ich das letzte Mal nachgesehen habe, sind wir es nicht.
John Duffield
Die Ballonanalogie erscheint dreidimensional, aber sie ist wirklich zweidimensional, wobei alle Dinge Breite und Tiefe haben, aber absolut keine Höhe. Jetzt sind alle Punkte auf der Oberfläche dieses Ballons gleich weit von einem "Zentrum" entfernt, das nur auf mathematische Weise existiert. Daher ist ein Punkt nicht zentraler als jeder andere. Angenommen, ich stehe am Südpol, in unserer Analogie, egal in welche Richtung ich zeige, und egal wie groß die Welt ist, ich werde immer nach Norden zeigen. Empfangen wir deshalb nicht niederfrequente Hintergrundstrahlung vom Urknall in alle Richtungen?
Michael Lee
Die Sache ist Mike, ist, dass die Erde nicht flach ist. Es ist dreidimensional. Und soweit wir das beurteilen können, ist es auch alles andere, einschließlich dieses Universums. Die niederdimensionale Ballonanalogie ist schön zu überlegen, hat aber tatsächlich keine Grundlage. Wir erhalten das CMBR aus allen Richtungen, weil es von allen Orten in alle Richtungen emittiert wurde, und ca. 380.000 Jahre nach dem Urknall wurde das Universum für solche Strahlung transparent.
John Duffield
Fair genug John, danke, dass du meinen Ballon geknallt hast. lol
Michael Lee

Antworten:

3

Die Antwort auf diese Frage liegt in der Kosmologie.

Es ist wegen der Relativität in Positionen. Jede Galaxie scheint sich von uns zu entfernen und das Universum, das wir sehen, ist nur das beobachtbare Universum. Weitere Punkte liegen eher in der fernen Vergangenheit, wenn Sie das tiefe Feld beobachten, beobachten Sie die Vergangenheit. Dies mag für Ihre Frage irrelevant erscheinen, aber die Idee eines "Zentrums" für ein Universum, in dem jede Position im Universum, sei es von unserer Galaxie oder von einer Galaxie in der Sloan Great Wall, das wahre Zentrum ist, stimmt nicht mit der Beobachtung überein. Das liegt daran, dass sich Galaxien / Galaxienhaufen relativ zueinander voneinander entfernen.

Jede Galaxie wird langsam von anderen Galaxien getrennt, mit Ausnahme derjenigen in schwerkraftgebundenen Clustern. (Die gesamte Architektur des Universums mit massiven Hohlräumen des absoluten Nichts und gebündelten Galaxienhaufen spiegelt dies ziemlich deutlich wider.) Wenn das Universum einen zentralen Punkt hätte, wäre dies leicht zu beobachten, da die Farbverschiebung der Galaxien variieren würde Dies könnte analysiert werden, um einen zentralen Punkt abzuleiten, von dem sich die Galaxien entfernen.

Das wird nicht beobachtet. Stattdessen bewegen sich so ziemlich die meisten Galaxien (mit Ausnahme von Ausnahmen wie Andromeda oder dem Triangulum, die die Regel beweisen, da diese Galaxien über die lokale Gruppe gravitativ mit unserer Galaxie verbunden sind) von uns weg. Der Große Attraktor ist kein Weg zum Zentrum des Universums, sondern das Zentrum des kürzlich entdeckten Laniakea-Superclusters. Wenn es also eine Anziehungskraft zwischen Galaxien gibt, liegt dies an Gravitationswechselwirkungen. Das Universum ist auch ohne wirklichen Rand, es sei denn, Sie zählen den Rand des beobachtbaren Universums. Das beobachtbare Universum ist eher eine historische Aufzeichnung als das heutige Universum um uns herum und ist ein Nebenprodukt der so begrenzten Lichtgeschwindigkeit. Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist auch die Informationsgeschwindigkeit.

Um über ein Zentrum des Universums zu sprechen, wäre Folgendes erforderlich:

  1. Eine Region des Weltraums, von der sich die Galaxie wegbewegt oder auf sie zubewegt. (Was nicht existiert, stattdessen sind relative Trajektorien und Gravitationscluster höchstens regional.)

  2. Kanten, die so definiert sind, dass sie ein Zentrum genau bestimmen (Wenn solche Kanten vorhanden sind, können sie aufgrund der begrenzten Geschwindigkeitsinformationen im Universum nicht beobachtet werden).

  3. Absolute Positionierung, um genau zu bestimmen, wo sich dieses Zentrum befinden würde. (Alle Positionen sind relativ, die Galaxie, die Sonne und unser Planet bewegen sich alle mit extrem schnellen Geschwindigkeiten, die wir aufgrund der Relativitätstheorie nicht bemerken.)

InterstellarTK
quelle
1

Das Zentrum von etwas (irgendetwas) muss in irgendeiner Weise durch die Eigenschaften des Etwas und eines Koordinatensystems definiert werden.

Sie können also im Prinzip ein Zentrum des Universums definieren, das jedoch nur im Kontext der gewählten Definition eine Bedeutung hat.

Sie können leicht ein anderes Maß definieren, das ein anderes Zentrum erzeugt.

Und Sie können ein Zentrum sogar auf der Oberfläche Ihres Ballons definieren, indem Sie einfach eine beliebige Auswahl treffen.

Ein Rand des Universums erfordert einen Kontext. Wie definieren wir es? Wie erkennen wir es? Das einzige sinnvolle Maß dafür (im menschlichen Sinne), das ich kenne, ist "Wie weit kann ich sehen?". Das ändert sich ständig.

Im Moment würde ich also sagen "Mitte ist willkürlich" und "Kante ist unbekannt".

StephenG
quelle
-1

Warum ist es sinnvoll zu sagen, dass das Universum kein Zentrum hat?

Wir können nicht sicher sein, ob es so ist.

Wenn wir annehmen, dass wir und alles im Universum vollkommen flach sind. Das heißt, wir haben Breite und Tiefe, aber keine Höhe. Und wir befinden uns auf der Oberfläche eines Ballons, der mit Luft explodiert und sich "nach außen" ausdehnt. Wir flachen Menschen können uns auf der Oberfläche unseres Ballons bewegen, aber nicht durch ihn hindurch, ähnlich wie wir in einem Flugzeug um die Erde navigieren. Egal wo sich etwas auf der Oberfläche des Ballons befindet, ein Punkt ist nicht zentraler als jeder andere Punkt. Mit anderen Worten, die Oberfläche eines Ballons (das "Universum") hat kein Zentrum.

Diese Analogie wird oft verwendet, um zu rechtfertigen, dass die Behauptung, das Universum habe kein Zentrum. Es gibt jedoch keine Hinweise auf höhere Dimensionen. Wir wissen einfach nicht, dass es irgendeine Art von "Asteroiden" -Krümmung gibt, so dass Sie, wenn Sie in die eine Richtung weitermachen, in die andere zurückkehren.

Sagen wir deshalb, dass es keinen Sinn macht zu sagen, dass das Universum ein Zentrum oder eine Kante hat, oder ist diese Analogie dumm?

Ich würde nicht sagen, dass es dumm ist. Aber ich würde sagen, es präsentiert die Hypothese als eine Art Tatsache. Nach allem, was wir wissen, hat unser Universum ein Zentrum und eine Kante.

John Duffield
quelle
"Aber es gibt keine Hinweise auf höhere Dimensionen." - Das scheint keine Folge zu sein, sonst verstehe ich nicht, was Sie sagen wollen. Das Fehlen höherer Dimensionen wirkt sich weder auf die Analogie aus (tatsächlich erkennen die meisten ihre diesbezüglichen Einschränkungen an), noch zeigt sie auf die eine oder andere Weise an, ob ein hypothetisches räumlich endliches, aber zentrumsloses Universum richtig oder falsch ist.
Stan Liou
Die Ballonanalogie wird nicht verwendet, um die Behauptung zu rechtfertigen, dass kein Zentrum vorhanden ist. Sie wird verwendet, um einen Raum / eine Mannigfaltigkeit zu veranschaulichen, der endlich ist und dennoch kein Zentrum hat, dh um zu zeigen, dass dies möglich ist. Viele populäre Modelle der Raumzeit sind nicht endlich, haben aber immer noch kein "Zentrum". Außerdem benötigen Sie keine zusätzlichen Abmessungen, um auch nur eine geschlossene Raumzeit ohne Zentrum zu haben. Der Verschluss und die Krümmung sind intrinsische Eigenschaften des Raums / Verteilers und beziehen sich nicht auf etwas außerhalb des Verteilers.
Conrad Turner
@ Stan Liou: Es ist keine Nicht-Sequenzierung, es ist eine einfache Tatsache. Soweit wir wissen, ist das Universum flach. Planck hat keine Hinweise auf eine toroidale Topologie gefunden, siehe arxiv.org/abs/1303.5086 , und es gibt keine tatsächlichen Hinweise darauf, dass das Universum unendlich ist. So könnte es endlich sein, wie der Rosinenkuchen, mit einem Zentrum. Nach allem, was wir wissen, könnte ein 46 Milliarden Lichtjahre entfernter Typ aufschauen und sich fragen, warum der halbe Himmel schwarz ist. Conrad: Ohne Hinweise auf höhere Dimensionen oder intrinsische Krümmung ist die Ballonanalogie einfach keine Wissenschaft, sondern Spekulation.
John Duffield
1
@ Stan Liou: Ich denke, sie sind sehr eng miteinander verbunden. Es geht so: In alten Zeiten konnten sich die Menschen keine Welt vorstellen, die keinen Vorteil hatte. In der heutigen Zeit können sich die Menschen keine Welt vorstellen, die dies tut . So erfinden sie Märchen über Ameisen und Luftballons, die der Prüfung einfach nicht standhalten. Und doch werden diese Geschichten verkauft, als wären sie wissenschaftliche Tatsachen. IMHO ist die wissenschaftliche Sache zu sagen, wir wissen es nicht .
John Duffield
1
@ JohnDuffield: Das hat aber nichts mit Wissenschaft zu tun. Es gibt viele mögliche räumliche Geometrien, sowohl endliche als auch unendliche - wir wissen nicht wirklich welche; es hat nichts mit dieser Ballonsache zu tun, sondern mit der Mathematik der GTR. Selbst unter der Annahme von Homogenität und Isotropie gibt es zwei endliche und zwei unendliche Geometrien (von denen keine ein Torus ist). Und ohne diese Annahmen explodiert die Anzahl der Möglichkeiten. Ein endliches grenzenloses Universum ist nur eine Klasse von Möglichkeiten unter vielen; Es ist keine Tatsache, aber keine kompetenten Kosmologen behaupten, dass es eine Tatsache ist .
Stan Liou
-1

Meine Meinung und 20 Cent:

Die Menschheit hat viele Dinge in der Geschichte verwirrt.

Zurück zu den Tagen der heiligen Lagerfeuer auf den Plätzen Europas hat niemand verstanden, dass die Erde kein Zentrum des Universums ist.

Wir glauben immer noch, dass Lichtgeschwindigkeit eine maximale Informationsgeschwindigkeit ist, während Quantenteleportation mit höherer Geschwindigkeit und unendlicher Geschwindigkeit entdeckt wird. Unendlichkeit sieht viel besser aus als 299 792 458 Meter pro Sekunde, nicht wahr?

Darüber hinaus können wir nicht beschreiben, warum das Photon als Teil seiner Existenz sofort seine Supergeschwindigkeit ohne Boost erhält.

Deshalb denke ich, dass wir mit dieser großartigen Theorie über das Zentrum des Universums verwechselt werden, die überall, dort und hier, überall ist ...

Es ist zu schön und zu schwer zu verstehen, deshalb glauben alle einfach daran, ohne sich etwas anderes vorzustellen.

Sie könnten über den kosmischen Mikrowellenhintergrund lesen . Es gibt eine Rotverschiebung und die Milchstraße bewegt sich auf die eine Seite dieser Urknallkugel.

Es gibt eine Kugel. Es gibt eine Rotverschiebung. Wir sind drinnen.

Glauben Sie immer noch, dass das Zentrum des Universums "überall" ist?

bigbang123123
quelle