Unser Universum begann mit dem Urknall, aber das bedeutet nicht, dass wir es für uns selbst richtig gezeichnet haben. Die meisten von uns stellen sich dies als eine echte Explosion vor: Wenn alles mit heiß und dicht beginnt und dann abkühlt und abkühlt, während einzelne Fragmente immer weiter fliegen. Das stimmt aber überhaupt nicht. Daher stellt sich die Frage: Hat das Universum ein Zentrum? Ist die kosmische Hintergrundstrahlung wirklich überall gleich weit von uns entfernt? Wenn sich das Universum ausdehnt, muss diese Ausdehnung dann irgendwo begonnen haben?
Lassen Sie uns einen Moment über die Physik der Explosion nachdenken und darüber, wie unser Universum aussehen würde, wenn es damit beginnen würde.
Die ersten Phasen der Explosion während des Trinity-Atomtests, 16 Millisekunden nach der Explosion. Die Spitze des Feuerballs befindet sich auf einer Höhe von 200 Metern. 16. Juli 1945
Die Explosion beginnt an einem Punkt und dehnt sich schnell nach außen aus. Das sich am schnellsten bewegende Material kommt am schnellsten heraus und verbreitet sich daher am schnellsten. Je weiter Sie vom Zentrum der Explosion entfernt sind, desto weniger Material holt Sie ein. Die Energiedichte nimmt mit der Zeit ab, aber weiter von der Explosion entfernt nimmt sie schneller ab, da das Energiematerial in der Nähe stärker verdünnt wird. Egal wo Sie sind, Sie werden immer in der Lage sein - wenn Sie nicht zerstört werden - das Zentrum der Explosion zu rekonstruieren.
Die großräumige Struktur des Universums ändert sich im Laufe der Zeit, wenn winzige Defekte wachsen und die ersten Sterne und Galaxien bilden. Dann verschmelzen sie zu den großen, modernen Galaxien, die wir heute sehen. Je weiter du schaust, desto jünger ist das Universum.
Aber das ist nicht das Universum, das wir sehen. Das Universum sieht bei großen und kleinen Entfernungen gleich aus: die gleichen Dichten, die gleichen Energien, die gleichen Galaxien usw. Entfernte Objekte, die sich mit hoher Geschwindigkeit von uns entfernen, fallen im Alter nicht mit Objekten zusammen, die näher bei uns sind und sich mit uns bewegen niedrigere Geschwindigkeiten; sie scheinen jünger zu sein. Und in großer Entfernung werden Objekte nicht weniger, sondern mehr. Und wenn wir uns ansehen, wie sich alles im Universum bewegt, können wir sehen, dass wir trotz unserer zehn Milliarden Lichtjahre Entfernung das Zentrum genau dort rekonstruiert haben, wo wir uns befinden.
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Der Laniakei Supercluster, der für die Position der Milchstraße rot markiert ist, repräsentiert nur ein Milliardstel des Volumens des beobachtbaren Universums. Wenn das Universum mit einer Explosion beginnen würde, wäre die Milchstraße genau in der Mitte
Bedeutet dies, dass wir von allen Billionen Galaxien im Universum im Zentrum des Urknalls stehen? Und dass die ursprüngliche "Explosion" so abgestimmt wurde - mit unregelmäßigen, inhomogenen Energiedichten, "Bezugspunkten" und einem mysteriösen 2,7 K-Schein -, so dass wir in ihrer Mitte waren? Wie großzügig wäre es für das Universum, sich so anzupassen, dass wir am Anfang an diesem unglaublich unrealistischen Punkt sind.
Während einer Explosion im Weltraum wird das äußere Material am schnellsten entfernt, was bedeutet, dass es am schnellsten andere Eigenschaften demonstriert, wenn es sich vom Zentrum entfernt, da es schneller Energie und Dichte verliert
Die allgemeine Relativitätstheorie sagt uns jedoch, dass dies keine Explosion, sondern eine Erweiterung ist. Das Universum begann mit einem heißen, dichten Zustand und es war sein Gewebe, das sich ausdehnte. Es gibt ein Missverständnis, dass es von einem Punkt ausgehen musste, aber nein. Das gesamte Gebiet hatte solche Eigenschaften - gefüllt mit Materie, Energie usw. - und dann trat einfach die universelle Schwerkraft in Aktion.
Diese Eigenschaften waren überall und überall gleich - Dichte, Temperatur, Anzahl der Galaxien usw. Aber wenn wir dies sehen könnten, würden wir Hinweise auf ein sich entwickelndes Universum finden. Da der Urknall vor einiger Zeit sofort und überall in einer bestimmten Region des Weltraums stattgefunden hat und diese Region alles ist, was wir sehen können, wenn wir aus unserer Sicht schauen, sehen wir eine Region des Weltraums, die sich nicht allzu sehr von unserer eigenen Position in der Vergangenheit unterscheidet. Es ist schwer zu verstehen, aber probieren Sie es aus.
Ein Rückblick auf große kosmische Entfernungen ist wie ein Rückblick in die Zeit. Es sind 13,8 Milliarden Jahre seit dem Urknall vergangen, wo wir jetzt sind, aber der Urknall ist auch anderswo aufgetreten. Licht, das sich in der Zeit von diesen Galaxien entfernt, bedeutet, dass wir entfernte Regionen wie in der Vergangenheit sehen.
Galaxien, deren Licht uns seit einer Milliarde Jahren erreicht hat, sind für uns sichtbar wie vor einer Milliarde Jahren; Die Galaxien, die uns zehn Milliarden Jahre später erscheinen, sehen genauso aus wie vor dieser Zeit. Vor 13,8 Milliarden Jahren war das Universum voller Strahlung, keine Materie, und als sich zum ersten Mal neutrale Atome bildeten, ging diese Strahlung nirgendwo hin, kühlte ab und durchlief aufgrund der Expansion des Universums eine Rotverschiebung. Was wir als kosmischen Mikrowellenhintergrund sehen, ist nicht nur das Nachleuchten des Urknalls, sondern es ist von überall im Universum sichtbar.
Das Universum muss kein Zentrum haben. Was wir die "Region" des Raums nennen, in der der Urknall stattfand, kann unendlich sein. Wenn es ein Zentrum gibt, kann es buchstäblich überall sein, und wir würden nichts davon wissen, weil wir nicht genug vom Universum beobachten, um vollständige Informationen zu erhalten. Wir müssten den Rand, die fundamentale Anisotropie (wenn verschiedene Richtungen unterschiedlich aussehen) in den Temperaturen und der Anzahl der Galaxien sehen, und unser Universum auf den größten Skalen scheint überall und in alle Richtungen gleich zu sein.
Es gibt keinen Ort, von dem aus sich das Universum auszudehnen begann, es gibt eine Zeit, in der sich das Universum auszudehnen begann. Genau das war der Urknall: der Zustand, in den das gesamte beobachtbare Universum zu einem bestimmten Zeitpunkt überging. Deshalb ist ein Blick in alle Richtungen ein Rückblick in die Zeit. Deshalb ist das Universum in alle Richtungen homogen. Deshalb kann unsere Geschichte der kosmischen Evolution so weit verfolgt werden, wie unsere Observatorien sehen können.
Vielleicht hat das Universum eine endliche Form und Größe, aber wenn dies so ist, stehen uns diese Informationen nicht zur Verfügung. Ein Teil des Universums, den wir beobachten, ist endlich, und diese Informationen sind nicht darin enthalten. Wenn Sie sich das Universum als Ballon, Brot oder etwas anderes vorstellen, vergessen Sie nicht, dass wir nur auf einen winzigen Teil des realen Universums zugreifen können. Wir sehen nur einen kleinen Teil davon. Und ob es endlich oder unendlich ist, es hört nicht auf, sich auszudehnen und zu zersetzen.
Das Universum dehnt sich in keiner Weise aus; es wird nur weniger dicht.
ILYA KHEL
