Hat das Universum ein Ende bzw. ist es unendlich?

Hallo,

mit dem Urknall entstanden Raum und Zeit. Das Universum dehnt sich seit der Entstehung immer weiter aus und das mit zunehmender Geschwindigkeit. Wir können nur Galaxien bzw. Objekte sehen deren Licht uns erreicht hat. Es gibt aber auch Objekte deren Licht uns nie erreichen wird das sich der Raum mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt.

Auf deine Frage projiziert - wir können also gar nicht schauen was sich hinter dem Rand des Universums befindet. Wir wissen nicht wie das Nichts eigentlich genau aussieht und ob dort nicht sogar ganz andere Naturgesetze gelten.

Der Übergang von Universum zum Nichts wird vermutlich fließend sein...

Hallo! Die Frage kommt hier immer wieder. Aber da  werden wir immer scheitern. Wir können ja nicht einmal den Anfang beschreiben - und suchen nach dem Ende? Alles Gute. 

Wir wissen nicht, ob das Universum unendlich groß ist oder nicht. Man sagt beim Urknall erweiterte sich das Universum. Wer sagt das es der einzigste Urknall war oder bleibt? Somit dehnt sich das Universum immer weiter und weiter aus, theoretisch...

Hallo MaxiKing5673,

Du bringst das Problem ganz gut mit Deinem zweiten Satz auf den Punkt: "Ich kann es mir einfach nicht vorstellen weil ja alles irgendwie ein Ende oder einen Rand hat."

Niemand kann es sich so richtig vorstellen. Einfach, weil unser Gehirn so im Alltag keine Erfahrungen sammelt mit ganzen Universen. Ich meine, wenn das Universum nicht unsere Vorstellung zu sprengen vermag, was dann?

Es gibt halt kein Naturgesetz, dass Physiker glücklich sein müssen: Das Universum muss nicht so beschaffen sein, damit wir es uns gut vorstellen können, nicht wahr?

 Von einem "Rand" gehen die gängigen kosmologischen Modelle aber allesamt nicht aus.

Diese Vorstellung des "alles hat ja einen Rand" überträgt Eigenschaften, die nur im Universum gelten auf das Universum als Ganzes. Und das führt zu falschen Vorstellungen. Wir können nicht einfach fordern, dass unsere Alltagserfahrungen auf das Universum als Ganzes übertragbar sind, nur weil wir es uns nicht anders vorstellen können.

Zu zutreffenderen Vostellungen kommt man nur über saubere Modelle, die dann an der Beobachtung übverprüft werden. Wir können nur Beobachtungsdaten sammeln, die uns Hinweise darauf geben, wie das Universum beschaffen ist.

Und die liefern leider keine eindeutige Aussage zu Deiner Frage. Wir wissen nicht, ob das Universum als Ganzes endlich groß ist - oder unendlich groß.

Das beobachtbare Universum, also der Teil des Universums, den wir sehen können, ist sicher mindestens erheblich kleiner als das ganze Universum. So viel steht über Beobachtungen fest. Mehr aber nicht. 

Betrachten wir also beide Fälle:

1) Das Universum könnte tatsächlich unendlich groß sein.

In diesem Falle stellt sich Deine Frage nach dem Rand nicht. Denn dann dehnt sich das Universum einfach in sich selbst aus. Es entsteht neuer Raum im Universum, wodurch die Abstände zwischen Objekten im Universum immer größer werden.

Das geht auch in einem unendlich großen Universum.

Stell Dir ein Metermaß vor, auf dem alle ganzen Zahlen stehen. Das ist unendlich lang, denn es geht ja von - ∞ bis + ∞. Wir können uns z.B. denken, dass alle cm eine ganze Zahl steht, ja? Und dann dehnen wir das Metermaß wie ein Gummiband. So lange, bis z.B. alle 10 cm eine ganze Zahl steht. Dann ist unser "Metermaß-Universum" expandiert, obwohl es unendlich groß ist. Es ist in nichts hineinexpandiert.

Die Tatsache, dass etwas expandiert, bedeutet nicht, dass es vorher nur endlich groß war, es kann auch vorher schon unendlich groß gewesen sein und ist es hinterher immer noch. Ebenso wenig bedeutet die Tatsache, dass etwas expandiert, dass etwas außen herum sein muss. Wenn es unendlich ist, dehnt es sich in sich aus.

2) Das Universum könnte auch nur endlich groß sein. Endlich groß bedeutet aber nicht, dass es einen Rand geben muss - und damit ein "außerhalb".

Denke an eine Balloberfläche. Sie ist endlich groß - aber ohne Grenze. Du kannst auf der Kugel herumlaufen, ohne je an einen Rand zu kommen.

Das liegt daran, dass die Oberfläche in der 3. Dimension gekrümmt ist. Und so ähnlich ist das auch mit dem Universum möglich, auch wenn es mit mehreren Dimensionen nicht mehr vorstellbar ist.

Tatsächlich könnte aber unser Universum in höhere - uns gänzlich unbekannte - Raumdimensionen gekrümmt und dadurch geschlossen sein. Auch in diesem Fall dehnt es sich in sich selbst aus. (Wobei verschiedene Krümmungen denkbar wären, die Kugeloberfläche war nur als Beispiel gedacht.)

Die Möglichkeit, dass es einen expliziten Rand hätte, gilt in der modernen Kosmologie eigentlich als unwahrscheinliche Außenseiterposition, kann aber wegen der Expansion mit Überlichtgeschwindigkeit auch nicht widerlegt werden.

Das Problem mit beiden von Physikern diskutierten Antwortmöglichkeiten ist, dass sie nicht so recht anschaulich sind. Weder können wir Menschen uns Unendlichkeit richtig vorstellen, noch einen höherdimensionalen Raum. Der Grund ist klar: Beides kennt unser Gehirn nicht. Und da unser Gehirn durch Vergleich mit Bekanntem bearbeitet, macht das Gehirn gerne einen typischen Fehler, wenn wir über das Universum sprechen: Es betrachtet das Teil von außen.

Und dieser intuitive Blick von außen bringt leider all die Fehlschlüsse erst ins Bild hinein. Denn man blickt "von außen" auf das Universum und befindet sich dennoch irgendwie "im Raum".

Man muss sich hier leider klar machen, dass diese intuitive Vorstellung beim Universum  Aussagen impliziert, die sehr wahrscheinlich auf das Universum einfach nicht zutreffen. Das Problem liegt hierbei aber nicht beim Universum, das irgendwie gemein ist, sondern einfach bei unserem begrenzten Vorstellungsvermögen.

Man sollte hier aber nicht frustriert sein. Faszinierend ist eher, dass wir Menschen überhaupt in der Lage sind, solche Fragen zu stellen.

Grüße

Nach augenblicklichen Erkenntnissen hat alles ein Ende - auch das Universum. Was dahinter kommt, ist genau so ungewiss wie das, was nach dem Tod kommt...