Wenn der Begriff "Expansion" erwähnt wird, fällt uns die Zunahme der Größe ein. In diesem Fall ist die Expansion des Universums jedoch unterschiedlich. Lassen Sie uns eintauchen und mehr herausfinden.
LERNZIELE
Die Ausdehnung des Universums bezieht sich auf die Zunahme des Abstands zwischen zwei gravitativ ungebundenen Teilen des Universums, der mit der Zeit beobachtet werden kann . Dieser Prozess ist eine intrinsische Erweiterung, bei der sich die Größe des Raums ändert. Das Universum dehnt sich nicht zu irgendetwas aus und es benötigt keinen Raum, um außerhalb davon zu existieren. Im Allgemeinen bewegen sich Raum und Objekte im Raum nicht. Die Metrik , die die Geometrie und Größe der Raumzeit bestimmt , ändert sich im Maßstab. Obwohl Objekte und Licht in der Raumzeit nicht in der Lage sind, sich schneller als Licht zu bewegen, ist die Metrik selbst nicht durch diese Einschränkung eingeschränkt. Einem Beobachter erscheint es, als würde sich der Raum ausdehnen und alle außer den nächsten Galaxien in die Ferne rücken.
Während der Inflationsepoche, die etwa 10 bis 32 Sekunden nach dem Urknall lag , kam es zu einer plötzlichen Expansion des Universums. Das Volumen des Universums nahm um einen Faktor von ungefähr 10 78 zu (Entfernungserweiterung um einen Faktor von ungefähr 10 26 in allen drei Dimensionen). Eine langsamere und allmähliche Ausdehnung des Weltraums setzte sich später fort, bis sie 9,8 Milliarden Jahre nach dem Urknall begann, sich allmählich schneller auszudehnen. Es wird bis heute erweitert.
Die metrische Ausdehnung des Raums unterscheidet sich grundlegend von den Explosionen und Ausdehnungen, die im täglichen Leben zu beobachten sind. Es scheint eher eine Eigenschaft des gesamten Universums zu sein als ein Phänomen, das nur für einen Teil des Universums gilt. Es kann besser von außerhalb des Universums beobachtet werden.
Die metrische Erweiterung ist ein Hauptmerkmal der Urknallkosmologie. Dieses Modell ist jedoch nur in großen Maßstäben (der Skala von Galaxienhaufen und darüber) gültig, da die Gravitationsanziehung die Materie so stark miteinander verbindet, dass derzeit keine metrische Ausdehnung in kleinerem Maßstab beobachtet werden kann.
Physiker haben die Existenz dunkler Energie nachgewiesen, die in den einfachsten Gravitationsmodellen als kosmologische Konstante erscheint, um die Beschleunigung zu erklären.
METRIKEN UND KOMBINIERENDE KOORDINATEN
Um die metrische Erweiterung des Universums zu verstehen, ist es wichtig zu diskutieren, was eine Metrik ist und wie die metrische Erweiterung funktioniert.
Eine Metrik bezieht sich auf ein Konzept der Entfernung . In mathematischen Begriffen wird die Art und Weise angegeben, in der Abstände zwischen zwei räumlich nahe gelegenen Punkten in Bezug auf das Koordinatensystem gemessen werden. Koordinatensysteme werden verwendet, um Punkte im Raum zu lokalisieren, indem jedem Punkt bestimmte Positionen in einem Raster zugewiesen werden, die als Koordinaten bezeichnet werden. Xy-Graphen sowie Breiten- und Längengrade sind gängige Beispiele für Koordinaten. Eine Metrik ist eine Formel, die beschreibt, wie eine Zahl mit der Bezeichnung „Abstand“ zwischen zwei Punkten gemessen werden soll. Die metrische Raumerweiterung wird anhand der Mathematik der metrischen Tensoren beschrieben. Das verwendete Koordinatensystem wird als Kommovierungskoordinaten bezeichnet . Dies ist eine Art Koordinatensystem, das sowohl Zeit und Raum als auch die Lichtgeschwindigkeit berücksichtigt.
