sciencetalk

 
Als ons heelal in de vierde dimensie (die noemen wij de ruimtetijd)

Is dit een verspreking Michel Uphoff? De ruimtetijd kunnen wij ons toch wel voorstellen, er bestaan hopen theorieën over. Ik begrijp niet wat je bedoelt met deze uitspraak.

De eigenschappen van de ruimtetijd kunnen met soms complexe wiskunde goed beschreven worden, dat bedoelde ik dan ook niet met 'voorstellen'.
 
Ik bedoel er in dit verband de letterlijke betekenis van, er een voorstelling van maken, er een beeld van voor ogen krijgen. En dat is met ons tot 3-d beperkte brein niet te doen. De mensen die mij vertelden dat ze er zich een voorstelling van konden maken kwamen uiteindelijk toch weer met analogieën aan (rubber vellen, ballonnen, cakes en dergelijke) waarin een dimensie was weggemoffeld.
 
Zo zal een Einstein onder de Platlanders ook een theorie rond de derde dimensie kunnen opstellen, maar er een beeld van vormen zal gezien hun tweedimensionale beperking niet lukken. Misschien vinden zij hulp bij de analogie van het dradenvolk, eendimensionale wezentjes die zich een tweede dimensie voor ogen pogen te halen   .

Stel je een ballon voor, waarvan het oppervlak het heelal is. Alleen het oppervlak!
Dus het heelal is een oneindig dun laagje aan de buitenkant van die ballon. Let op het woord heelal, dat betekent het alles. Alles wat er was, is, en ooit zal zijn is dat flinterdunne laagje dat het oppervlak van de ballon vormt.
 

Het is waarschijnlijk omdat ik de abstracte manier van denken van de wiskunde niet machtig ben Michel Uphoff, maar ik kom tot de volgende conclusie: Uit wat bestaat het laagje met nul hoogte, waarin de platlanders zich bevinden? Als de platlanders zouden kunnen denken, dan zouden zij tot de conclusie komen dat zij niet alleen niet kunnen bestaan, maar zelfs niet denkbaar zijn. Als zij zouden kunnen denken (quod non), zouden zij tot de conclusie komen dat hun heelal geen bolvormig niets kan bevatten, omdat niets geen dimensies heeft, en een laagje nul, geen bol kan omvatten.

Het is maar een analogie, en die hebben meestal hun beperkingen.

Zie het liever als een hulpmiddel om datgene waarvan je je geen ruimtelijk beeld kan vormen enigszins bevattelijk te krijgen. Ieder hulpmiddel waarin je een bestaande dimensie ruwweg wegmoffelt gaat natuurlijk mank.

Overigens, een eerder bericht vermeldde dit ook, zou je de radiaal kunnen vervangen door de tijd. De straal van de ballon is dan de leeftijd van het heelal, met de oerknal in het centrum. Een punt op het oppervlak is dan een event in de ruimtetijd, en buiten de ballon ligt dan de toekomst.

Natuurlijk heeft dit weinig overeenkomsten met de realiteit, maar dat kan je je ook afvragen bij een heelal met 11 dimensies. Als hulpmiddel kan het handig zijn, want je kan er de oerknal, de expansie van de ruimtetijd, zwarte gaten, wormgaten en dergelijke wat meer inzichtelijk mee maken.

Ik ben een beetje laat bij dit interessante topic uitgekomen. Ik heb echter 1 opmerking bij volgende post
 

Denkertje70 schreef:  
Ik denk dat je hier weer een denkfout maakt. De rand van het waarneembaar universum kan je nooit bereiken. Het universum is namelijk veel groter dan dat wij kunnen waarnemen.

 
Hier een kleine randopmerking, voor 'massieve' waarnemers is dit altijd waar (voor zover ik weet).
Maar een massaloos deeltje dat een 'null geodesic' volgt kan in een Anti de Sitter (AdS) ruimte in eindige tijd naar de boundary en terug bewegen. Deze deeltjes kunnen dus interageren met materie op de werkelijke rand en terugkeren naar zijn beginpunt.
 
Voor alle duidelijkheid, een Anti de Sitter(AdS) ruimte is een maximaal symmetrische ruimte met constante, negatieve kromming.
Een soort van intuitie om te werken met dit soort ruimtes wordt vaak verworven door euclidische, hyperbolische ruimtes te bestuderen. (AdS is een Lorentiaanse ruimte/manifold).
 
Deze ruimtes zijn/lijken echter uitgesloten als kandidaten voor óns universum.
Dit neemt niet weg dat er wel degelijk mee gewerkt wordt om, overigens goede, theoretische voorspellingen mee te doen. Dit omdat de positief gekromde de Sitter ruimtes wiskundig vervelender zijn.

Iki ben nog relatief nieuw hier maar volg dit forum al jaren, dat ik nu pas reageer komt doordat ik al enkele antwoorden gevonden heb op vragen. Maar elk antwoord roept gelijk enkele andere vragen op, zoals hier gesteld word het heelal is een bol of ballon en dijt uit. Iets wat kort na de oerknal kort bij elkaar lag staat nu heel ver uit elkaar. Het heelal dijt uit met lichtsnelheid dus deze punten of objecten die langs weerszijden van de "ontploffing " ontstaan zijn verplaatsen zich elk met lichtsnelheid uit elkaar wat is dan de snelheid ten opzichte van elkaar. Ik weet ook dat ze elkaar niet kunnen waarnemen hoogstens merken dat er iets moet geweest zijn om bepaalde processen te verklaren, zoals wij een zwart gat niet kunnen zien maar toch maar kunnen vaststellen dat het er is. Deze objecten als die elk een sterk signaal uitzenden in de richting naar waar dat ze gaan dus van de oerknal weg wat gebeurt er daar mee gaat dit het heelal op die plek laten uitdijen met dubbele lichtsnelheid of gaat dit signaal helemaal niet kunnen weggeraken en wat merken degenen die het signaal verstuurden.
Even nog een andere vraag het heelal is met net een tikkeltje te groot om het gemakkelijk voor te stellen maar is dit effectief leeg vanbinnen of is dit in beperkte mate toch gevuld, want een ontploffende ster stuurt zijn materie toch naar alle richtingen? Of moeten wij ons het heelal voorstellen als een ballon gevuld met gas die uitdijt alsof hij in een kamer hangt die stilaan wordt vacuum gezogen waarbij de massa zich in de gehele ruimte kan bewegen in meer of mindere mate gelijk verdeelt.

Stel je het heelal eens voor als een cirkel. (dan nemen we nog een dimensie minder)
 
De vraag is nu of zich buiten die cirkel nog iets bevindt.
Wiskundig kan men eenvoudig onderstellen dat dat niet zo is.
 
Met niets bedoel ik dus zelfs geen lege ruimte. (wat heel moeilijk voor te stellen is)
 
Of er buiten de cirkel wel of niet iets is (al was het maar lege ruimte) is niet bekend.
 
PS.
Of het heelal werkelijk een soort hyper-bol (glome) is, valt nog te bezien.

Een verduidelijking bij tempelier:
 
Als het heelal een cirkel is , bedoelen we enkel de omtrek van de cirkel, de oppervlakte binnen en buiten de cirkel zijn niet bestaande en dus ook geen leegte of iets dergelijk. heel moeilijk voort te stellen dat zoiets kan, maar in wiskundige modellen geen enkel probleem.

peterdevis schreef: Een verduidelijking bij tempelier:
 
Als het heelal een cirkel is , bedoelen we enkel de omtrek van de cirkel, de oppervlakte binnen en buiten de cirkel zijn niet bestaande en dus ook geen leegte of iets dergelijk. heel moeilijk voort te stellen dat zoiets kan, maar in wiskundige modellen geen enkel probleem.

De cirkel is alleen de lijn (een geslote kromme).
Het begrip omtrek is derhalve misleidend.
 
Dat is trouwens voor een bol ook zo.
Een bol is een vlak (een gesloten vlak)
 
Neem je het binnengebied van de bol mee dan is het geen bol maar een bal.
 
PS.
Dat het moeilijk voorstelbaar is wil ik wel geloven, ik heb daar zelf ook grote moeite mee.