Mittelpunkt des Universums? Gibts sowas überhaupt?

[Kuno]

Jo, gibts denn sowas überhaupt, einen mittelpunkt des Universums, also quasie den ursprungsort des Urknalls?

Zwar soll sich alles (bekannte "erfassbare", also auch der "Raum") ja erst zusammen mit dem Urknall gebildet haben (womit der mittelpunkt ja gewissermaßen an jedem Ort wäre), aber kann man (oder besser hat man je versucht...) den "Geografischen" mittelpunkt (und somit den Ort des eigentlichen Urknalls) je genau zu ermitteln?

Und wenn ja, wo liegt er, was kann man davon sehen und welche "besonderheiten" sind dort erkennbar?

Llap
Kuno

[LuckyGuy]

Nein, es gibt absolut kein Zentrum des Universums.

Die Ausdehnung des Raumes nach dem Urknall betrifft jeden einzelnen Punkt gleichermaßen.

Da Universum ist zwar größer als zu Beginn seiner Existenz, aber obwohl es ein "größer" und "kleiner" gibt, gibt es keine Form, keine Grenze und auch keinen Mittelpunkt.

Ist zwar schwer zu erklären, aber wenn Du Dich lange genug Pfeilgerade in eine Richtung bewegst, dann erreichjst Du nicht irgendwann den "Rand" des Universums, sondern Du kommst irgendwann an Deinen Ausgangspunkt zurück.

Das heißt: Es gibt keine Grenze des Universums. Und ohne Grenze auch kein Mittelpunkt...

[Kuno]

Keine Form? Naja, ansichtssache!
Aber es gibt einen Bereicht (Witzigerweise recht gleichmäßig um uns herum?) der die ältesten bekannten Galaxien enthält (und somit gewissermaßen den "Rand" des Universums darstellt), womit sich doch eigentlich eine "mitte" errechnen lassen müsste!

Llap
Kuno

[LuckyGuy]

Der "Bereich, der die ältesten bekannten Galaxien enthält" ist AFAIR ca 14-15 Mrd. Lichtjahre von uns entfernt - in alle Richtungen!

Letzten Endes ist die Bezeichnung irre führend:

Wir haben jetzt halt Teleskope, die so so lichtempfindlich sind und eine derart hohe Auflösung haben, das wir quasi 15 Mrd. Lichtjahre "weit" sehen können.

Da das Licht aber 15 Mrd. gebraucht hat, um zu uns zu gelangen, sehen wir die Galaxien nicht so, wie sie heute aussehen, sondern wie sie vor 15 Mrd. Jahren aussahen.

Man könnte also genau so gut sagen: Es handelt sich um Bereiche mit den jüngsten bekannten Galaxien...

Wenn heute in diesen Galaxien ebenfalls intelligentes Leben vorhanden wäre, das mit modernen Teleskopen den Weltraum erforschte, dann könnten diese Zivilisationen von unserer Galaxie mit Fug und Recht ebenfalls behaupten, unsere Galaxie wäre eine der ältesten bekannten Galaxien.

Während sie von ihrer Nachbargalaxie behaupten würden, sie sei in etwa gleich alt wie ihre eigene. Das würden wir zwar auch sagen, aber wir würden sagen, diese Galaxien sind sehr alt oder sehr jung, weil wir eben diese Galaxien in ihrer Entstehungsphase beobachten.

Dieses Bild entspricht aber seit 15 mrd. Jahren nicht mehr der Wirklichkeit.

[Noulder]

Wie Einstein schonmal vermutet/behauptet hat gibt es mehr als drei Dimensionen. Und da wir alle daran glauben, dass es Wurmlöcher gibt, glauben wir auch Einstein.
(Oder auch weil wir uns nicht vorstellen können, das etwas dreidimensionales eine Form hat, die wir nicht erkennen bzw. uns nicht vorstellen können. Und deshalb eine 4 Dimension brauchen [deren strukturen wir uns nicht vorstellen können ])

Zurück zum Thema:
Denk dir ein 2-Dimensionales Wesen, das auf der Oberfläche einer Kugel Lebt. Es wird niemals einen mittelpunkt finden. Und wenn es von einem Punkt aus irgendwo hin geht wird es entweder ewig umherr irren oder etwas bekanntes (z.B. den Ausgangspunkt) wiederfinden, aber nie ans ende kommen.

So ähnlich geht es uns in unserem Universum.

[Kuno]

@ LukyGuy
Jepp, is schon klar das wir "in die Vergangenheit" sehen!

(was im übrigen einen recht interessanten nebeneffekt hätte, sollte die Menscheit jemals schneller wie das Licht reisen können, so würde man gewissermaßen Augenzeuge längst vergangener ereignisse werden können [z.b. seine eigene abreise beobachten!]).

@Noulder

OK, gehen wir das Problem der einfachheit halber doch mal auf 2 Dimensionen an!

1.: Das 2D-Wesen lebt auf einer expandierenden Kugel (entfernteste Galaxien von seinem standpunkt aus 15 mrd Ly [selbstverständlich vor 15 mrd jahren!]).

2.: Die expansion findet mit selber geschwindigkeit statt, wie die expansion unseres 3-D Universums.

3.: Das Wesen legt seinen "startpunkt" fest (seinen Heimatplaneten) und "fliegt" mit annähernd Lichtgeschwindigkeit auf den ihm bekanntesten, entfernsten punkt zu (7 1/2 mrd. jahre lang).

Was passiert?
Nun, zunächst bemerkt es doch, das es "in die gegenwart" des Objekts fliegt (abzüglich der Fluchtgeschwindigkeit des Objekts liegt dieses nach ende der Reise also nur noch 1/2 soweit "in der Vergangenheit", wie vor beginn der Reise!

Zugleich bemerkt das Wesen, das sein Startpunkt sich 7 1/2 mrd Jy von Ihm entfernt hat (zzgl. der Fluchtgeschwindigkeit des expandierenden Kugeluniversums [von dessen 3-D strucktur es bis dato keine ahnung hat]).

Nun kehrt es um, bemüht seinen ausgangspunkt zu erreichen (wieder 7 1/2 mrd. jahre flugzeit [zzgl der zeit, die das Universum sich inzwischen ausgedehnt hat]).

Nun, irgendwann also erreicht es seinen sartpunkt wieder und nimmt nun (unter berücksichtigung seiner flugzeiten) eine Ortsbestimmung seines ursprünglichen zielpunktes vor.

Zu seiner überraschung findet es aber seinen ursprünglichen Zielpunkt nichtmehr, da dieser inzwischen "hinter dem Horizont" verschwunden ist.

Nun weiß das Wesen aber, das dieser Zielpunkt nicht verschwunden ist, da er selber gesehen hat, das der Zielpunkt sich ja in der "Gegenwart" (Ok 7 1/2 mrd. Jahre von der eigentlichen Gegenwart entfernt) noch im Universum befunden hat.

Nimmt es diese "Rückmessung" schon während seines Rückfluges zum Startpunkt vor, so bemerkt es ein Verschwinden des Zielpunktes womöglich früher (wie es hinter einem für ein 2-D Wesen nicht begreifbarem Horizont verschwindet) und zwar, sagen wir mal in einem alter von 16 mrd. jahren.

Unterstellen wir diesem Wesen eine ähnliche Intelligenz wie uns, so beginnt es zu Rechnen.

Max sichtbare Entfernung: 16 mrd. JY
Max bestätigtes Alter das Objekts 22,5 mrd.Jy (15 mrd. Jy + 7 1/2 mrd Jy Flugzeit).

Aus dieser differenz würde es sicherlich rückschlüsse darauf ziehen können, das der Raum (seine Ebene auf der das 2-D-Wesen lebt) gekrümmt ist.

Aufgrund dieses Rückschlusses könnte es auf die Kugelform des Universums schließen (incl. expansion in 3-D) und somit den Mittelpunkt berrechnen (auch wenn es selber nie diesen mittelpunkt erreichen könnte!).

Kommen wir nun zu „unserem“ 3-D Universum zurück.

Wenn wir nun also eine Galaxie bemerken würden, die am „Rand“ verschwindet (und womöglich an einem anderen Punkt wieder auftaucht), so könnten wir mit bestimmtheit sagen, das wir in einem geschlossenem Universum leben (es verschwindet ja nichts daraus)!

Wenn wir jedoch bemerken würden, das dieser Fall nie eintrifft, so schließt diese Beobachtung ein, das wir in einem „offenem“ Universum leben.

In beiden Fällen müssten sich jedoch aufgrund der einen, oder anderen Beobachtung ein „Mittelpunkt“ des Universums berechnen lassen (und somit der Ursprungsort des Urknalls).

Llap
Kuno

[Spocky]

Original geschrieben von Noulder
Und da wir alle daran glauben, dass es Wurmlöcher gibt, glauben wir auch Einstein.

Wer sagt denn das? Es gibt noch keinerlei Beweise für Wurmlöcher. Sie sind lediglich theoretisch möglich, aber das heißt nicht, dass es sie auch geben muss. Theoretisch kann ein Stein auch einfach so nach oben fliegen. Ist sogar physikalisch beweisbar. Dazu müßten nur alle Atome das Steines gleichzeitig in dieselbe Richtung schwingen.

Ein Wurmloch bräuchte halt auch verdammt viel Energie.

[LuckyGuy]

Kuno, in diesem Fall liegt der "Ort" des Urknalles außerhalb dessen, was wir wahrnehmen und was wir uns vorstellen können.

Folglich macht es wenig Sinn, diesen Punkt zu berechnen...

Um beim Kugelbeispiel zu bleiben:

Unser 2D-Freund errechnet meinetwegen, das der Punkt 15 Mrd. Lichtjahre von seiner derzeitigen Position entfernt liegt.

Dieses Wissen bringt ihm allerdings herzlich wenig, denn:

1) Wusste er das auch schon vorher (weil das Universum ca. 15 Mrd. Jahre alt ist und sich mit annähernd Lichtgeschwinidigkeit ausdehnt.

2) Ist jeder Pun kt im Universum 15 Mrd. Lichtjahre vom Urknallort entfernt...

Und die Richtung dieses Ortes zu bestimmen ist dem 2Drianer ja eh unmöglich.

Ach ja, und

3) Ist jeder Punkt des universums gleichzeitig selbst der Ursprungsort des urknalls

[Kuno]

Unser 2-D-Freund stellte fest das das Objekt mit einem abstand von 16 mrd. Ly "verschwindet" (vom Betrachtungspunkt seines Startpunkts aus gesehen), er konnte jedoch nachweisen das es mindestens 22,5 mrd. Jahre alt ist (und somit einen rückschluss darauf ziehen, das seine "Welt" nicht flach ist, sondern gekrümmt => festlegung des mittelpunkts seiner "Welt" am mittelpunkt der Kugel [auch wenn eine dritte Dimension für ihn nicht so einfach nachvollziehbar ist]).

Warum sollte uns also eine festlegung des Urknallursprungs (mittelpunkt des Universums) nicht auf ähnliche weise möglich sein?

Llap
Kuno

[Bynaus]

Weil es von jedem beliebigen Punkt im Universum aus so aussieht, als würde er im Zentrum der vorgeschlagenen Kugel liegen. Denk daran, dass der Mittelpunkt der Kugel der 2D-Wesen ausserhalb ihrers 2D-Raumes liegt. Wenn es also einen "Mittelpunkt" des Universums liegt und die Flachländer-Analogie korrekt ist, dürfte sich kein Punkt innerhalb des 3D-Raumes unseres Universums als "Mittelpunkt" ausmachen lassen. (Das wäre so wie zu behaupten, der Mittelpunkt einer Kugel läge auf ihrer Oberfläche.)

[Noulder]

Original geschrieben von Spocky
Wer sagt denn das? Es gibt noch keinerlei Beweise für Wurmlöcher.

Hast du noch nie DS9, TNG oder VOY gesehen?
Ich habe einfach vorausgesetzt, dass wir daran glauben. Ob sie wirklich existieren oder nicht spielt keine Rolle in diesem Zusammenhang.

@Kuno: Bynarus hat es ja schon recht gut beschrieben.
Hinzufügen muss man noch, dass die Kugel nicht unbedingt rund ist. Sie kann auch Eiförmig sein oder beulen und Dellen haben. Das ist aber irrelevant, da man ein Objekt, dass in einer höheren Dimension existiert nicht ordentlich berechnen kann. Mann kann nur feststellen, dass da noch was ist.

[Kuno]

Original geschrieben von Bynaus
Weil es von jedem beliebigen Punkt im Universum aus so aussieht, als würde er im Zentrum der vorgeschlagenen Kugel liegen. Denk daran, dass der Mittelpunkt der Kugel der 2D-Wesen ausserhalb ihrers 2D-Raumes liegt.

Jo, jedenfalls solange bis der Flatlander erkennt, das ein Objekt in einer entfernung von (bleiben wir beim beispiel) 16 mrd. Jy "Verschwindet", er aber nachweisen kann, das es midestens im alter von 22,5 mrd. Jahren noch existiert hat.

Er kommt (hoffentlich ) auf die Überlegung, das es mehr wie 2 Dimensionen gibt (und könnte anhand dessen die Kugelform seines Universums berechnen und schlussendlich sogar den mittelpunkt berechnen, auch wenn er selbst ihn wohl nie erreichen könnte).

Warum gelingt uns sowas nicht?

Wenn es also einen "Mittelpunkt" des Universums liegt und die Flachländer-Analogie korrekt ist, dürfte sich kein Punkt innerhalb des 3D-Raumes unseres Universums als "Mittelpunkt" ausmachen lassen. (Das wäre so wie zu behaupten, der Mittelpunkt einer Kugel läge auf ihrer Oberfläche.)

Jepp, wenn wir vom 2-D Universum auf unser 3-D Universum schließen, dann dürfte anhand meines beispiels der "mittelpunkt" in einer X-Dimension liegen.

Ich frag mich halt nur, auf welchem weg sich soetwas nachweisen lassen würde?!


@ Noulder

Jepp, ob Birnen, Sattel, oder formlos, das ist zunächst einmal zweitrangig, wir Wissen ja nichtmal ob unser Universum "geschlossen", oder "offen" ist (in jedem Fall müsste sich aber IMHO ein "mittelpunkt" festlegen lassen).

Zumindest wenn unsere Physik nicht völlig daneben liegt müsste sich zumindest eine statistische wahrscheinlichkeit für den "ort" des mittelpunktes errechnen lassen!


Llap
Kuno

[Bynaus]

Eben nicht. Der "Mittelpunkt" liegt AUSSERHALB des Raumes. Also ist es völlig sinnlos, danach zu suchen. Der Mittelpunkt eines Kreises liegt nicht auf dem Kreis. Der Mittelpunkt einer Kugel liegt nicht auf der Kugel.

[Kuno]

Original geschrieben von Bynaus
Eben nicht. Der "Mittelpunkt" liegt AUSSERHALB des Raumes. Also ist es völlig sinnlos, danach zu suchen.

Warum sollte es sinnlos sein danach zu suchen?
Selbst ein Flatlander könnte anhand meines beispiels doch rückschlüsse anhand des genannten beispiels schließen, die ihn dazu bringen das es mehr wie 2 Dimensionen gibt (und ein sehr Intelligenter könnte vielleicht sogar erahnen wie ein 3D-Raum beschaffen ist und somit den mittelpunkt der Kugel, auf dem er Lebt ermitteln [aber wohl nie erreichen])

Warum sollte es uns also nicht gelingen den mittelpunkt des Universums zu ermitteln (auch wenn dieser außerhalb des Universums liegt)?

Allein das Wissen, das es soetwas wie einen "Geographischen Mittelpunkt" des Universums gibt könnte völlig neue Denkanstöße bringen!

Der Mittelpunkt eines Kreises liegt nicht auf dem Kreis. Der Mittelpunkt einer Kugel liegt nicht auf der Kugel.

... der Mittelpunkt des Universums liegt nicht im Universum.

Aber wo, oder wie, oder wann, oder.... (wahrscheinlich fehlt sogar ein Begriff für die Art des Seins eines solchen Punktes, lasst uns drüber Spekulieren )

Llap
Kuno

[Zorin]

Also, soweit ich Hawking verstanden habe gibt es einen Mittelpunkt. Das ganze Universum wird nach seiner Theorie immer weiter auf diesen Mittelpunkt zugezogen und irgendwann wird alles dort kolidieren. Aber ich geb zu ich habe mich mit Hawking nur perifer beschäftigt.