Was war vor der Entstehung des Universums?
21.03.2015 um 13:32Und damit zusammen stellen viele gleich die Frage mit: "wo war der Ort des Urknalls".hawaii schrieb:was mich mal interessieren würde, wie sah eigentlich die Form des sich anfänglich ausbreitenden Universum aus? Kugel, kegel, schlauch-förmig oder wie? weiß man da schon was?
Bei ner Detonation eines Sprengstoffes ist es relativ einfach. An einem einzelnen Punkt befindet sich Sprengstoff und Materie, und wenns los geht, dann fliegt alles gleichförmig von diesem Ausgangspunkt weg, in alle Richtungen gleichermaßen. Dadurch bildet sich mit dem Außenrand eine Kugel, die immer größer wird.
Urknall und anschließende bis heute anhaltende Expansion des Universums klingen verdammt ähnlich wie so eine Explosion.
Allerdings passiert in so einer Explosion etwas anderes als das, was wir in unserem expandierenden Universum beobachten können. Bei der Explosion fliegt ja alles gleichmäßig vom Zentrum und Ausgangspunkt der Explosion fort. Mit dem Ergebnis, daß in der Mitte alles leer ist, und diese Leere immer größer wird. Alle Materie befindet sich am immer größer werdenden Rand. Gleichsam eine Hohlkugel im Wachsen.
Wäre unser Universum also so strukturiert, daß es in einem Ausgangspunkt mal "Bumm" gemacht hätte und seither alles von diesem Punkt aus weg fliegt, dann sollten wir "in Flugrichtung" nichts als leere Schwärze sehen, denn dorthin breitet sich ja erst alles aus und ist noch nichts hingelangt. Schauen wir seitlich zur Flugrichtung, sehen wir "neben uns" lauter Materie fliegen. Da alles gleich schnell fliegt, kommt es uns natürlich wie ein Stillstand vor. Allerdings wird bei der Expansion die "Kugelschale" immer größer, und alle Matrie wird nach und nach sich immer weiter voneinander weg bewegt (die Kugelschale wird beim Zerren in die Breite immer dünner wie die Haut eines Luftballons beim Aufblasen). Wir sehen also unsere direkt benachbarten Materie"geschwister" sich kaum merklich von uns entfernen. Aber je weiter unsere übernächsten Nachbarn von uns fort sind, desto schneller bewegen sie sich auch von uns weg. Da wir die gleichzeitige Expansion weg vom Explosionszentrum nicht bemerken, sieht es aus, als flöge alles von uns weg, und wir würden ruhig dastehen. Je weiter wir aber in diese Richtung schauen, desto mehr würden wir sehen, daß dieser schmale Bereich, in dem sich Materie befindet, sich je weiter je stärker zu einer Seite hin krümmt und eine Art Kugelschale bildet. Schauen wir schließlich in die letzte verbleibende Richtung, in die Gegenrichtung der ersten Blickrichtung, also "nach innen" bzw. "nach zurück", dann sehen wir eine riesige Leere. Und mit guten Augen sehen wir die "Gegenseite der Kugelschale" am anderen Ende der Leere.
Das mit dem gleichmäßigen Auseinanderbewegen aller Materie, je ferner desto schneller, das paßt aus diesem Detonationsvergleich wie die Faust aufs Auge zu unseren Beobachtungen im Universum. Was aber überhaupt nicht paßt: Wir sehen diese Auseinanderbewegung in jeder Richtung. Was fehlt, sit der Blick "nach außen" in die völlige Leere, in die hinein unsere Detonationskugel erst hineinwächst, sowie nach innen in die immer größer werdende Hohlkugel, bei der man erst ganz entfernt die gegenüberliegende Kugelwand sehen kann. Wir können in jede beliebige Richtung schauen und sehen überall Materie in nah und fern und dazwischen, ziemlich gleichmäßig verteilt.
So als wäre bei einer Detonation alle Materie ungleich schnell fortgeschleudert worden. Das ergäbe eine Detonationskugel, in der es auch im Innern Materie gibt, die halt etwas langsamer fliegt, und zwar um so langsamer, je näher sie sich noch am Zentrum befindet. Was natürlich nicht geht, denn im Zentrum der Explosion sind die Kräfte am größten, die alles Material fortschleudern. Wie auch immer, eine Detonation schafft immer eine Leere im Innern, die immer größer wird.
Urknall und Expansion sind also nicht wie eine Explosion. Unser Universum ist keine solche Kugel, die ins Nichts expandiert und ein leeres Zentrum hat, welches zugleich der Ausgangspunkt des Geschehens wäre.
Aber das mit der Kugeloberfläche und dem gleichmäßigen Voneinanderwegfliegen aller Materie hat immerhin gut übereingestimmt. Was, wenn wir doch auf so ner "Kugelschale" säßen, aber wir können nur zur Seite blicken, aber nicht "nach außen" oder "innen"? Quasi wir wären zweidimensionale Wesen auf der Oberfläche eines dreidimensionalen Luftballons? Dann würde das Bild ziemlich gut stimmen. OK, wir sind dreidimensional. Was, wenn unser räumlich dreidimensionales Universum sowas wie die Oberfläche eines vierdimensionalen Luftballons wäre?
Klar, einen vierdimensionalen Raum können wir uns nicht vorstellen. Kann es ihn trotzdem geben? Weiß nicht. Aber nur weil wir ihn uns nicht bildlich vorstellen können, ist er nicht ausgeschlossen. Ein zweidimensionales Ballonoberflächenwesen könnte sich den dreidimensionalen Ballon ebenfalls nicht vorstellen, und dennoch gibts den ja.
Welche Form hätte in so einem Fall unser Universum, und wo liegt der Ausgangspunkt, der "Ort des Urknalls"?
Die Form des Universums könnte also die einer "vierdimensionalen Kugel(schale)" sein, und der Urknallort wäre dann das Zentrum der Leere im Innern des 4D-Ballons. Aber das wäre nicht die Form des Universums, das wir sehen können. Mit anderen Worten: Welche Form hat die Ballonoberfläche des zweidimensionalen Ballonwesens? Und welcher Punkt der Ballonoberfläche war ursprünglich mal der Ausgangspunkt, von dem aus die Ballonoberfläche sich so ausgedehnt hat?
Das mit dem Ausgangspunkt auf der Ballonoberfläche ist einfach. Wir müssen uns nur das Aufblasen rückwärts vorstellen. Der Ballon wird ganz gleichmäßig immer kleiner und kleiner, bis zurück zum Anfang. Und dort - ok, hier paßt das Bild nicht ganz - wäre schließlich die gesamte Ballonhülle auf einen einzigen Punkt zusammengeschrumpft, der sich in der Mitte der späteren "Leere im Innern" befindet. Übertragen hieße das: der Ausgangspunkt des Urknalls für unser Universum ist überall, er ist alles. Das ganze Universum war einmal dieser Punkt, und das Universum selbst expandiert, es fliegt nicht von einem einzelnen Ausgangspunkt in sich weg, sondern der Ausgangspunkt ist so universums-groß geworden.
Und die Form des Universums / der Ballonhülle? Nun, bei einem Würfel kennen wir das ja, hat doch sicher jeder selbst als Kind schon mal gesehen oder selbst gemacht:
Ist das aber jetzt wirklich die "Form der Würfeloberfläche"? Man hätte es doch auch anders basteln können:
Und wenn man keinen Wert darauf legt, daß die Schnittkante stets an einer Würfelkante verläuft und nie über eine Würfeloberfläche, dann gibt es gleich unendlich viel mögliche Formen, die eine Würfeloberfläche beim Entfalten haben kann.
Aber ein Würfel hat doch gar keine "Schnittkanten". Und die Oberfläche eines Luftballons erst recht nicht. Hat die Oberfläche von Würfel und Kugel dann überhaupt eine Form? Für eine Form braucht es Grenzen. Grenzkanten, Grenzflächen. Nun hat aber die Oberfläche einer Kugel (und letztlich jedes geometrischen Körpers) überhaupt keine begrenzenden Kanten. Erst wenn wir so einen Papierwürfel schneiden, geben wir der Würfeloberfläche Außenkanten und bestimmen so das Aussehen der Würfeloberfläche. Aber die sind nicht "echt", sondern von uns willkürlich hinzugegeben.
In diesem Sinne hätte unser Universum als dreidimensionales Gebilde also überhaupt keine Form. Und kein Zentrum, keinen Ausgangspunkt.
Das ist nur eine Möglichkeit, unser räumlich dreidimensionales Universum vierdimensional zu erklären. In einer anderen Erklärung hätte es sogar einen Rand - oder wäre unendlich groß. Und wäre dabei nicht einmal vierdimensional gekrümmt wie bei diesem Bild die "Kugelschale".
