Kategorie: Weltraum
Veröffentlicht: 17. September 2013
Nach allen bisherigen Beobachtungen gibt es keinen Mittelpunkt des Universums. Damit es einen Mittelpunkt gibt, müsste dieser Punkt irgendwie besonders sein in Bezug auf das Universum als Ganzes. Lassen Sie uns über die verschiedenen Arten von Effekten nachdenken, die ein Zentrum erzeugen könnten.
Erstens, wenn ein Objekt rotiert, kann man ein Rotationszentrum definieren. Das Rotationszentrum ist der eine Punkt auf einem rotierenden Objekt, der stationär ist. Für die Erde ist das Rotationszentrum die Achse, die den Nord- und Südpol verbindet. Für einen Basketballspieler, der einen Basketball auf seinem Finger dreht, ist das Rotationszentrum der Punkt, an dem der Ball seinen Finger berührt. Der Drehpunkt eines Rades auf einer Achse ist der Mittelpunkt der Achse. Beobachtungen des Universums haben keinerlei Rotation für das Universum als Ganzes festgestellt. Da es keine Rotation gibt, gibt es auch keinen Drehpunkt.
Als nächstes kann man einen Massenschwerpunkt definieren. Wenn ein Objekt endlich ist, ist der Massenschwerpunkt einfach der Punkt, der im Durchschnitt in allen Richtungen von gleich viel Masse umgeben ist. Für ein unendliches Objekt wird die Situation komplizierter. Wenn ein Objekt unendlich und gleichförmig ist, kann man einfach keinen Massenschwerpunkt definieren, da alle Punkte identisch sind. Auf der anderen Seite, wenn ein Objekt unendlich, aber nicht einheitlich ist (zum Beispiel hat es einen einzelnen Knoten mit hoher Dichte an einem Punkt), können Sie den Schwerpunkt des gesamten Objekts als den Schwerpunkt der Uneinheitlichkeit definieren. Betrachten Sie zum Beispiel eine Wolke am Himmel. Bestimmte Arten von Wolken haben keine klar definierte Grenze, sondern dehnen sich einfach in alle Richtungen aus und werden dabei immer dünner. Obwohl sich die Wolke effektiv bis ins Unendliche ausdehnt, existiert der Bereich hoher Dichte der Wolke in einem begrenzten Volumen, so dass man einen Massenschwerpunkt durch ein begrenzendes Verfahren finden kann. Die derzeitigen Beobachtungen deuten darauf hin, dass das Universum unendlich groß ist. Zwar stellen Planeten und Sterne Ungleichmäßigkeiten in der Raumzeitstruktur dar, aber auf der universellen Skala sind solche Ungleichmäßigkeiten zufällig verteilt. Im Durchschnitt ist das Universum also einheitlich. Da es unendlich und gleichförmig ist, gibt es keine Möglichkeit, einen Massenschwerpunkt für das Universum zu definieren.
Eine andere Möglichkeit ist ein Ladungsschwerpunkt. Ähnlich wie der Massenschwerpunkt wäre dies ein Punkt in einem Objekt, an dem die Menge an elektrischer Ladung im Durchschnitt in alle Richtungen, die ihn umgeben, gleich groß ist. Der Ladungsschwerpunkt für eine gleichmäßig geladene Kugel wäre einfach der Mittelpunkt der Kugel. Ähnlich wie die Massenverteilung ist auch die Ladungsverteilung des Universums unendlich und im Durchschnitt gleichmäßig, so dass es keinen Ladungsschwerpunkt gibt.
Als nächstes könnte es einen Krümmungsschwerpunkt geben. Wie bei einer Salatschüssel könnte es im Universum einen zentralen Punkt geben, von dem aus sich alle anderen Punkte wegkrümmen. Aber aktuelle Beobachtungen haben ergeben, dass das Universum flach und überhaupt nicht gekrümmt ist.
Eine weitere Möglichkeit ist ein Zentrum der Expansion. Wenn man eine Gummiplatte am Boden festschraubt und dann Leute an allen Seiten ziehen lässt, wird die Stelle, an der die Platte festgeschraubt ist, zum Zentrum der Expansion. Das Zentrum der Ausdehnung ist der Punkt im Raum, von dem sich alle anderen Punkte wegbewegen. Eine Fülle von astronomischen Beobachtungen hat gezeigt, dass das Universum tatsächlich expandiert. Diese Beobachtungen sind die Grundlage für das Konzept, dass ein Urknall das Universum begann. Da sich das Universum ausdehnt, muss es, wenn man die Zeit rückwärts laufen lässt, eine Zeit gegeben haben, in der das Universum zu einem einzigen Punkt verdichtet war. Da das Universum expandiert, würde man denken, dass es ein Zentrum der Expansion gibt. Aber Beobachtungen haben gezeigt, dass dies nicht der Fall ist. Das Universum dehnt sich gleichmäßig in alle Richtungen aus. Alle Punkte im Raum werden gleichmäßig von allen anderen Punkten zur gleichen Zeit entfernt. Das mag schwer zu visualisieren sein, aber das Schlüsselkonzept ist, dass die Objekte im Universum nicht wirklich auf der universellen Skala voneinander wegfliegen. Stattdessen sind die Objekte relativ im Raum fixiert, und der Raum selbst dehnt sich aus. Man könnte versucht sein zu sagen, dass der Ort des Urknalls das Zentrum des Universums ist. Aber da der Raum selbst durch den Urknall geschaffen wurde, war der Ort des Urknalls überall im Universum und nicht an einem einzigen Punkt. Die wichtigste Nachwirkung des Urknalls war ein Lichtblitz, der als kosmische Hintergrundstrahlung bekannt ist. Wenn der Urknall an einem Ort im Weltraum stattgefunden hätte, würden wir diesen Lichtblitz nur von einem Punkt am Himmel aus sehen (wir können einen Lichtblitz sehen, der vor so langer Zeit stattgefunden hat, weil Licht Zeit braucht, um sich durch den Raum zu bewegen und der universelle Maßstab so groß ist). Stattdessen sehen wir den Blitz als gleichmäßig von allen Punkten im Raum kommend. Darüber hinaus ist der Lichtblitz, sobald die Bewegung der Erde berücksichtigt wird, im Durchschnitt in alle Richtungen gleich stark. Dies deutet darauf hin, dass es kein Zentrum der Ausdehnung gibt.
Eine andere Möglichkeit, ein Zentrum zu definieren, wäre, ein Objekt oder eine Eigenschaft zu identifizieren, die nur an einem Punkt existiert, wie zum Beispiel ein supermassives schwarzes Loch oder ein supergroßer Nebel. Aber Beobachtungen deuten darauf hin, dass alle Arten von Objekten zufällig durch das Universum gepfeffert sind.
Ganz gleich, wie wir versuchen, es zu definieren und zu identifizieren, das Universum hat einfach kein Zentrum. Das Universum ist unendlich und nicht rotierend. Über die universelle Skala gemittelt, ist das Universum gleichförmig.
Themen: Urknall, Astronomie, Schwarzes Loch, Zentrum des Universums, kosmische Hintergrundstrahlung, Rotation, Universum