Geschlossenes Universum

[nescius]

Hallo zusammen,
ich bin neu hier im Forum, lese aber seit langer Zeit viele Beiträge mit.
In einigen Diskussionen tauchte der Begriff " Geschlossenes Universum " auf.
Meine Frage ist, ob dieser Ausdruck nur eine Hypothese ist, oder ob es dafür
einen Beweis gibt, das keine Materie/Energie oder "was immer" (in) unser Universum verlassen/eindringen kann?

[wrentzsch]

Das muß so sein, sonst würde der Energieerhaltungssatz verletzt, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann, sondern nur das Erscheinungsbild wandelt.
Der Begriff Universum erklärt alles Existierende als dazugehörend.
Damit kann es nichts Außenstehendes geben.

[nescius]

In der Physik wird zwischen offenen, geschlossenen und abgeschlossenen (oder isolierten) Systemen unterschieden. Der Energierhaltungssatz gilt strenggenommen nur für abgeschlossene Systeme(also vollkommen isolierte Systeme). Noch ist nicht klar in welche Richtug sich das Universum seit dem Urknall entwickeln wird. Ist die Masse groß genug, wird es kollabieren, also ein abgeschlossenes System sein. Ist die Masse nicht groß genug, könnte es sich weiter ausdehnen und ein offenes Universum wäre denkbar. Auch die Stringtheorie deutet an, das es mehrere Universen nebeneinander gibt und es durchaus Austausch von Energie oder Teilchen geben könnte. Der Energieerhaltungssatz wird dadurch nicht verletzt, da die Energie nur von einem Universum zu einem anderen transportiert wird, nicht aber vernichtet.

[Marco Polo]

Zitat von nescius

Auch die Stringtheorie deutet an, das es mehrere Universen nebeneinander gibt und es durchaus Austausch von Energie oder Teilchen geben könnte. Der Energieerhaltungssatz wird dadurch nicht verletzt, da die Energie nur von einem Universum zu einem anderen transportiert wird, nicht aber vernichtet.

Hallo nescius,

gemäß der Stringtheorie können lediglich Gravitonen an diesem Austausch teilhaben. Photonen z.B. nicht. Dieser Austausch findet zwischen sogenannten Branen statt.

Ich meine auch gelesen zu haben, dass der Energieerhaltungssatz nicht für das Universum als Ganzes gilt.

Gruss, Marco Polo

[George]

Hallo Allerseits,

Zitat von nescius

In der Physik wird zwischen offenen, geschlossenen und abgeschlossenen (oder isolierten) Systemen unterschieden.

Das ist auch vom Vorteil, weil man beispielsweise innerhalb eines Stromkreises nicht den gravitativen Einfluss der Mondposition auf die Stromstärke berechnen möchte. Den Stromkreis definiert man dann als ein geschlossenes System und nimmt Messungenauigkeiten nunmal hin.

Zitat von Marco Polo

gemäß der Stringtheorie können lediglich Gravitonen an diesem Austausch teilhaben. Photonen z.B. nicht. Dieser Austausch findet zwischen sogenannten Branen statt.

Eben deshalb sollte die gravitative Wechselwirkung auch schwächer sein, als die übrigen. Der Energieerhaltungssatz wäre damit jedoch nicht direkt gebrochen, auch nicht für ein einzelnes Universum, denn die Verteilung der Gravitonen bliebe im Schnitt gleich.

Übrigens erwarten manche Wissenschaftler durch Gravitonen zwischen Universen zu kommunizieren

Grüße und einen wunderschönen noch,
George

[Timm]

Hallo Marc,

Zitat von Marco Polo

Ich meine auch gelesen zu haben, dass der Energieerhaltungssatz nicht für das Universum als Ganzes gilt.

Das ist so, verantwortlich ist die unerschöpfliche Vakuumenergiedichte.

John A. Peacock schreibt in "Cosmological Physics" Seite 26:

Since the vacuum energy is a constant, independent of time, there might be a problem with conservation of energy: surely the energy density should decline as a given volume expands (this is certainly what happens to ordinary matter ...). What saves us is the peculiar equation of state of the vacuum: the work done by the pressure is just sufficient to maintain the energy density constant.

Andere, wie der Kosmologe Edward R. Harrison drücken sich etwas einfacher aus. Fazit sinngemäß: Das Universum ist keine Dampfmaschine,

Gruß, Timm

[EMI]

Zitat von nescius

In einigen Diskussionen tauchte der Begriff " Geschlossenes Universum " auf.
Meine Frage ist, ob dieser Ausdruck nur eine Hypothese ist, oder ob es dafür einen Beweis gibt, das keine Materie/Energie oder "was immer" (in) unser Universum verlassen/eindringen kann?

Hallo nescius,

ob unser Universum offen oder geschlossen ist, kann man durch ausmessen astronomischer Dreiecke nachweisen.
Mit verlassen/eindringen von Energie/Materie hat das nichts zu tun.
Es dreht sich darum, wie die Raumzeit im Universum gekrümmt ist.

Der Exzeß ε der Winkelsumme α+β+γ sideraler Dreiecke ist:

ε = α+β+γ-Π

ist ε<0 (hyperbolische Geometrie) folgt laut ART ein offenes Universum (unendliches Volumen, ewige Expansion)

ist ε>0 (sphärische Geometrie) folgt laut ART ein geschlossenes Universum (endliches Volumen, Expansion geht in Kontraktion über)

ist ε=0 (euklidische Geometrie) folgt laut ART als dazwischen liegender Grenzfall auch ein offenes Universum.

Gruß EMI

[Timm]

Zitat von nescius

In einigen Diskussionen tauchte der Begriff " Geschlossenes Universum " auf.
Meine Frage ist, ob dieser Ausdruck nur eine Hypothese ist, oder ob es dafür
einen Beweis gibt, das keine Materie/Energie oder "was immer" (in) unser Universum verlassen/eindringen kann?

Gegenwärtig legen die Daten des Satelliten WMAP nahe, daß das Universum eine euklidische Geometrie hat. Damit wäre es unendlich ausgedehnt. Ein Hypertorus mit endlichem Volumen kommt theoretisch auch in Frage, das gilt allerdings als sehr unwahrscheinlich.

Ist das Universum offen (hyperbolische Geometrie), was nach derzeitigem Stand sehr unwahrscheinliche ist, so heißt das keineswegs offen im Sinne eines Materieaustauschs mit einer außerhalb des Universums gelegenen Region, wie auch EMI schon geschrieben hat. Unabhängig von seiner Geometrie hat das Universum keinen Rand uns alle Punkte sind gleichberechtigt. Dies alles nach heutiger Kosmologie.

Gruß, Timm

[wrentzsch]

Kosmologen müssen sich so unpräziese ausdrücken?
Ist das Universum ein geschlossenes System, bestehend aus einer zunehmenderen Zahl offenen Systeme, die sich gegenseitig beeinflussen?
Sind die Naturgesetze deswegen möglich, weil eine gegenseitige Beeinflussung stattfindet(offene Systeme)?
Und warum sind die Naturgesetze notwendig?
Um das geschlossene System Universum zu erhalten räumlich und zeitlich?
Wenn sich die Kosmologen so unpräziese ausdrücken, kann ich es besser(unpräziese sein).