🔟 🤽🏽 👒 Fragen Sie Ethan Nr. 70: Hat das Universum ein Zentrum? 👨🏽‍💻 🙆🏻 🎵

Wenn alles mit dem Urknall begann und sich ausdehnte, hat dann alles ein Zentrum?

Ich möchte so nah wie möglich am Rand bleiben, ohne von ihm zu fallen. Vom Rand aus können Sie viele Dinge sehen, die Sie von der Mitte aus nicht sehen werden.
- Kurt Vonnegut

Jeden Moment haben wir mehr und mehr Fragen. Warum nicht den größten beantworten? Jede Woche wähle ich eine Frage aus und diese Woche bekam Eric Vincent die Ehre, der fragt:

Wo ist das Zentrum? Aufgrund der Verteilung der Materie weigere ich mich seit einiger Zeit, an eine große Explosion zu glauben, die das Universum auslöste. Der Artikel geht davon aus, dass die Erde das Zentrum des Universums ist. Ist es nicht so wahrscheinlich wie die Tatsache, dass die Schwerkraft die ganze Zeit gewinnt und dass an mehreren Orten des Universums genug Materie vorhanden ist, um alles in den Mittelpunkt zu rücken, ohne dass ein unbewiesener Begriff (dunkle Energie) geschaffen werden muss? Natürlich bin ich kein Experte, also frage ich mich, wo und warum ich falsch liege.

Mit der Expansion des Universums, dem Urknall, der dunklen Energie und der Idee eines „Zentrums“ sind viele Missverständnisse verbunden. Mal sehen, was getan werden kann, um die Situation zu klären!

Denken Sie an unseren Planeten Erde und den Weg, den er im Weltraum nimmt. Dieses Video wurde 2005 in 24 Stunden vom Raumschiff Messenger aufgenommen und flog auf dem Weg nach Merkur um unsere Welt. Denken Sie an die Erde, denn vor wenigen Generationen glaubten viele Menschen, dass die Erde im Weltraum, im Zentrum des Universums, ruht und sich nicht um die Sonne dreht.

Seitdem haben wir viel gelernt.

Nicht nur die Erde, sondern im Allgemeinen nichts von unserem Sonnensystem ist im Zentrum und ruht nicht. Die Erde dreht sich zusammen mit anderen Planeten - und natürlich die Sonne - um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt und nicht um einen bestimmten festen Punkt. Dieser Schwerpunkt fliegt durch den Weltraum, durch die Galaxie, in einer Umlaufbahn, die sich geringfügig von der in verschiedenen Videos unterscheidet .

Unser gesamtes Sonnensystem bleibt in derselben Ebene, mit dem verstreuten Ellipsoid der Oort-Wolke, und wir bewegen uns entlang einer riesigen Ellipse um das Zentrum der Milchstraße.

Aber das ist noch nicht alles! Die Milchstraße ist auch nicht bewegungslos, einschließlich ihres Zentrums. Unsere Galaxie dreht sich und bewegt sich durch den Weltraum. Wir sind von Schwerkraftquellen umgeben:

andere große und kleine Galaxien;
Gruppen und Cluster von Galaxien;
intergalaktische Filamente aus Gas und dunkler Materie;
kosmische Hohlräume, die Ansammlungen von Materie wie unsere zurückhalten.

In unserer Nähe bewegen sich nicht nur die Milchstraße, sondern alle Galaxien, Gruppen und Cluster relativ zueinander.

Noch wichtiger ist, dass diese Bewegungen nicht lokal, sondern kosmisch sind. Im größten Maßstab bewegen sich Galaxien nicht nur unter dem Einfluss der Schwerkraft, sondern unterliegen einer kosmischen Expansion, die alles im Universum beeinflusst. Und die Art und Weise, wie dies funktioniert, widerspricht der Intuition der meisten Menschen. Wenn wir an Expansion denken, stellen wir uns eine Explosion vor, bei der sich alle Teile voneinander entfernen. Und es gibt genug solche Phänomene im Weltraum - zum Beispiel Supernovae vom Typ II, die verbrannte Kernbrennsterne zu interstellarer Materie verarbeiten.

youtu.be/eE8QkBlyf5k

Natürlich bewegen sich die Teile des Sterns voneinander weg, aber wegen der Explosion und nicht wegen der Ausdehnung des Raums. Und wenn dieses Bild in irgendeiner Form in Ihrem Kopf mit dem "Urknall" oder dem "expandierenden Universum" verbunden ist, entfernen Sie es sofort von dort.

Stellen Sie sich den Raum selbst als die Oberfläche einer Kugel vor. Nicht über die dreidimensionale "Kugel im Raum", sondern über die zweidimensionale Oberfläche der Kugel. Stellen Sie sich vor, dass Münzen darauf geklebt werden. Der Ball dehnt sich aus - es spielt keine Rolle wegen der Explosion oder wegen der Dehnung der Oberfläche. Stellen Sie sich vor, jede Münze ist eine Galaxie oder wie in unserem Fall ein Beobachter.

Aus der Sicht einer Galaxie entfernen sich alle anderen von ihr. Diejenigen, die weiter weg sind, bewegen sich schneller weg, und diejenigen, die näher sind, bewegen sich nicht so schnell weg.

Wenn Sie es aus der Sicht einer Galaxie betrachten, erhalten Sie das Gleiche. Im Kontext der allgemeinen Relativitätstheorie gibt es in einem expandierenden Universum nicht nur kein Zentrum, sondern auch keinen angesehenen Beobachter, keine privilegierte Galaxie und nichts, von dem man aufgrund der Schwerkraft angezogen werden könnte.

Es gibt jedoch Wettbewerb um die Erweiterung.

Dieser Wettbewerb zwischen Schwerkraft und Expansion, der nach dem Urknall begann, zu einer Zeit, als das Universum zum ersten Mal als heiß, dicht und expandierend beschrieben werden konnte. Danach verlangsamte sich die Expansionsgeschwindigkeit und das Universum begann sich abzukühlen.

Der Urknall war keine Explosion mit einem bestimmten Zentrum, und es gab keinen Punkt, der als Ursprungsort des beobachtbaren Universums beschrieben werden könnte. Soweit wir das beurteilen können, war der Raum überall in einem heißen Zustand auf einmal mit Materie und Strahlung gefüllt - genau in diesem Moment nennen wir den Urknall.

Und die Expansion des Universums wird durch seinen Inhalt gesteuert, und in verschiedenen Regionen sind unterschiedliche Mengen an Materie enthalten. Daher gab es im frühen Universum Schwingungen kosmischer Mikrowellenstrahlung.

Hot Spots (rot) und Cold Spots (blau) entsprechen Orten, an denen die Materie etwas mehr oder weniger als der Durchschnitt ist. Orte, die mehr Materie enthalten, wachsen zu Galaxien, Gruppen oder sogar Clustern, und Orte, die weniger enthalten, wachsen nicht. Gleichzeitig verlieren die größten spärlichen Regionen alle Materie und verwandeln sich in riesige kosmische Hohlräume.

In den größten Regionen mit hoher Dichte wird die Expansion lokal besiegt, und es werden Gebiete entstehen, die tausendmal massereicher sind als die Milchstraße. In größerem Maßstab wird sich jedoch die Expansion durchsetzen, während sie nicht durch Materie oder Strahlung, sondern durch dunkle Energie gesteuert wird. Dies ist die einzige Möglichkeit, die beobachtete Expansionsrate im Kontext von GR zu erklären .

Wir werden also kurz wiederholen: Der Urknall ereignete sich überall im Universum und zur gleichen Zeit erfahren alle Regionen eine ungefähr gleiche Expansion, Heterogenitäten in der Dichte führten zum Auftreten von Galaxien, Gruppen und Clustern sowie kosmischen Hohlräumen, und dunkle Energie zeigte sich durch die beschleunigte Expansion des Universums.

Eric ist nicht der einzige, der solche Fragen stellt, aber ich hoffe, die Erklärung wurde Ihnen und den anderen klar gemacht. Senden Sie mir Ihre Fragen und Vorschläge zu den folgenden Artikeln.

Fragen Sie Ethan Nr. 70: Hat das Universum ein Zentrum?

Wenn alles mit dem Urknall begann und sich ausdehnte, hat dann alles ein Zentrum?

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