Heeft het heelal een middelpunt?

[lunarnuts]

Aangezien mijn natuurkunde professor altijd al aangaf dat ik een dwarsligger ben gooi ik eens alles van tafel wat er tot nu toe aan theorie is bedacht.

Ik zeg het middelpunt is wel degelijk te meten. Helaas niet door ons met de huidige middelen. Maar als we in staat zijn om stelsels van ons te zien verwijderen dan is het ook mogelijk om ze terug te brengen naar een punt van origine. Het punt op de ballon waar de oorspronkelijke eruptie heeft plaatsgevonden.

Zelf heb ik een een ballon in een vacuümkamer opgeblazen in een schoenendoos. Meteen kreeg de vraag waarom die schoenendoos. Mijn antwoord was simpel. Om te ontstaan is er ook een ruimte nodig om te ontstaan. Zelfs wanneer dit in een vacuüm zou zijn.

Wetenschappelijk gezien is het verklaren van het Universum tot op heden pure speculatie, Het is net als Columbus die vol overtuiging was dat er geen rand was op de aarde waar je vanaf zou vallen. Soms probeer ik juist een gewoon te kijken naar de basis van waaruit alles is opgemaakt. En dan zie je dat natuurkundig gezien alles eigenlijk bestaat uit een bol en draait alles rond. Niemand zal kunnen ontkennen dat dit een feit is. Maar is misschien ook mogelijk dat dit ook voor het Universum geldig is?

Zelfs de ontdekking van het Higgs-deeltje zet een aantal theorieën over het Universum op losse schroeven. De ontdekking hiervan heeft natuurkundig gezien meer vragen dan antwoorden opgeleverd. Want alleen al het bestaan ervan zou enorme implicaties en complicaties opleveren.

Voorlopig zullen we denk ik allemaal moeten toegeven dat het speculeren blijft. Waar ligt het middelpunt? Heeft het Universum een grens? En zoja waarin is het Universum dan ontstaan? En als er geen grens is dan, zou ik niet eens meer kunnen ophouden met vragen bedenken.

Het vraagstuk Universum is en blijft helaas en of misschien ook wel weer gelukkig een raadsel waar nog heel heel lang vele geleerden het moeilijk mee krijgen.

[317070]

Maar als we in staat zijn om stelsels van ons te zien verwijderen dan is het ook mogelijk om ze terug te brengen naar een punt van origine.

Dat klopt, en dat punt ligt ongeveer net waar de aarde ligt. Meer zelfs, iedere andere waarnemer op andere sterrenstelsels zou ook denken dat hij op het middelpunt staat, als hij vanuit zijn perspectief terugrekent. Het middelpunt ligt overal als je terugrekent.

Vandaar dat om precies de reden die jij aanhaalt het heelal geen middelpunt zou hebben.

Het vraagstuk Universum is en blijft helaas en of misschien ook wel weer gelukkig een raadsel waar nog heel heel lang vele geleerden het moeilijk mee krijgen.

Dat is zeker waar, maar het is geen vrijgeleide om wat we wél weten te relativeren. De redenering "we begrijpen het universum nog niet helemaal" => dus => "we weten niet of eenhoorns bestaan" is een vals argument van de perfecte oplossing.

[lunarnuts]

Dat klopt, en dat punt ligt ongeveer net waar de aarde ligt. Meer zelfs, iedere andere waarnemer op andere sterrenstelsels zou ook denken dat hij op het middelpunt staat, als hij vanuit zijn perspectief terugrekent. Het middelpunt ligt overal als je terugrekent.

Vandaar dat om precies de reden die jij aanhaalt het heelal geen middelpunt zou hebben.

Dat is zeker waar, maar het is geen vrijgeleide om wat we wél weten te relativeren. De redenering "we begrijpen het universum nog niet helemaal" => dus => "we weten niet of eenhoorns bestaan" is een vals argument van de perfecte oplossing.

Uiteraard is het geen vrijgeleide. Naarmate we meer en verder kunnen kijken zien we ook steeds meer oplossingen op grote vraagstukken. Feit is en feit blijft alleen dat op dit moment er vele theorieën zijn over zowel het ontstaan van het Universum als ook de eventuele structuur ervan. Wetenschappelijke onderzoeken die op dit moment plaatsvinden geven steeds meer inzicht maar tevens ontstaan er ook wederom steeds meer vragen. Het mysterie rond het ontstaan van het Universum is zo enorm en bestaat al duizenden jaren. Menig filosoof heeft er wel eens over geschreven. Wetenschappelijke publicaties zijn ontelbaar groot. Hawkins heeft ook zelf menig keren aangegeven steeds zijn kijk op dit onderwerp bij te stellen door nieuwe gevonden feiten.

Mijn inbreng was ook niet om ik citeer: De redenering "we begrijpen het universum nog niet helemaal" => dus => "we weten niet of eenhoorns bestaan" is een vals argument van de perfecte oplossing. te verspreiden, maar dat de moeilijkheid van interpretatie van de tot nu toe bekende feiten, tot op heden nog enorm veel mogelijkheden open houd over het wat het Universum werkelijk is. En dat maakt dan ook juist dit onderwerp zo prachtig. Het programma 'trough the wormhole' heeft vele verschillende denkwijzen proberen naar voren te brengen. Een aanrader voor iedereen die dit en vele relevante onderwerpen leuk vinden. Dank Moderator voor je inbreng.

[Marko]

Voor je alles aan theorie terzijde schuift is het wellicht verstandig om eerst kennis te nemen van die theorie en de ontstaansgeschiedenis ervan. Dat voorkomt blunders als "Columbus die vol overtuiging was dat er geen rand was op de aarde waar je vanaf zou vallen" en "Hawkins"

[Momp]

De big bang is geen explosie van materie in een voorbestaande ruimte. Het is het startpunt van ruimte, met daarin materie die op kwantumfluctuaties na gelijkmatig verdeeld is. In zo'n ruimte is inderdaad geen middelpunt.

Zie deze minicursus voor een plaatje dat je voor ogen kan houden (dat evenwel waarschijnlijk niet overeenstemt met ons universum).

Ik heb niet zoveel kennis, dus excuseert u mij als ik een domme vraag stel. Maar als er geen middelpunt is, hoe weet men welke kant er op moet worden gekeken met de Hubble telescoop om terug te kijken naar het onstaan van nieuwe sterrenstelsels vlak na het begin van het universum?

[Flisk]

Vergeet even die expansie.

Denk gewoon aan een vaste ruimte waarin opeens alles ontstaat (dus ook jijzelf). Direct na het ontstaan kijk je in alle richtingen. Je ziet dan niets, er is immers nog geen licht toegekomen bij jou van andere objecten. Na één jaar kan je alle objecten zien waarvan de afstand tussen jou en die objecten kleiner of gelijk aan 1 lichtjaar is (een lichtjaar is de afstand die het licht in 1 jaar aflegt). Het licht van een object met als afstand 1/2 lichtjaar, werd uitgezonden toen dat object slechts een half jaar oud was. Je ziet dus dat object 'terug in de tijd'. En dit is zo in elke richting.

Antwoord op je vraag: je kan dus elke richting uitkijken.

Die expansie betekent gewoon dat alle objecten onderling van elkaar weg bewegen. De ruimte 'zet dus uit'. Er wordt vaak een analogie gebruikt met deeg dat rijst.

[Momp]

Maar dat is zo als je aanneemt dat er geen expansie plaatsvindt. Volgens theorieën die inflatie en big bang beschrijven, is dit wel het geval. Het kan toch niet zijn dat we zowel "links als rechts" 13.7 miljard lichtjaar terug kunnen kijken? Dat zou toch betekenen dat het heelal een stuk ouder zou moeten zijn?

[Flisk]

De 'big bang' was geen explosie, zo mag je dat niet bezien. Het is niet zo dat alles uit 1 punt ontplofte. Voor de big bang was er immers geen ruimte, dus kan je ook niet zeggen dat alles vanaf een bepaald punt ontplofte. Voor het begrip punt heb je ruimte nodig. Alles ontstond tegelijkertijd en de ruimte begon uit te zetten (net zoals een oneindig groot blok deeg dat rijst in de oven, alle korrels erin verwijderen zich van elkaar, maar er is niet echt een middelpunt).

Het kan zijn dat 1 seconde na de big bang, het universum al oneindig groot was. Het waarneembaar universum was dan echter slechts 1 lichtseconde groot. Wat er precies op tijdstip 0 van het ontstaan gebeurde, weet niemand. De expansie heeft ook niet zo heel veel te maken met de grootte van het waarneembaar universum.

Snap je die redenering in post 51?

[Momp]

Allereerst bedankt voor je reacties!

Ik begrijp het wel, vòòr de big bang was er geen ruimte en tijd, deze zijn ontstaan met ons universum. Maar wij observeren vanuit onze universum (en dus ruimte), dan zou je toch moeten kunnen zeggen welke richting de toen nog compacte universum zou moeten zijn?

Heel simpel in 2D de inflatie zoals ik heb begrepen uit verschillende analogieën:



Stel dat 1, 2 en 3 de eerste sterrenhopen/materie waren. En zoveel miljarden later ontstonden de nieuwere stellenstelsels/clusters vanuit 1, 2 en 3. En laten we zeggen dat de Melkweg 4 is (ontstaan uit 3). Dan zou je toch kunnen opmaken dat als we de ene kant kijken, minder te zien is dan als we de andere kant kijken? En dat als we terug in de tijd willen kijken, we richting 1 en 2 moeten observeren? Of zie ik het verkeerd?

[always]

#54
'Dan zou je toch kunnen opmaken dat als we de ene kant kijken, minder te zien is dan als we de andere kant kijken? '
 
Vooralsnog geeft het waarneembare heelal (diameter van zo'n 90miljard lj) een gelijke dichtheid (homogeen en isotroop (het kosmologisch principe). Verder, als je echt het hele universum zou kunnen waarnemen, geeft een hogere dichtheid natuurlijk niet de garantie dat die stelsels ook dichter bij het begin stonden, want misschien hoe leger hoe dichter bij het 'centrum'/begin. Maar goed dit lijkt te suggeren dat je wel een soort middelpunt zou kunnen aanwijzen als je de juiste kennis zou hebben, maar als het geen centrum of beginpunt heeft kan het natuurlijk niet.

[HansH]

toch blijf ik het gek vinden.
als je kijkt naar een explosie van een bom dan is het ook zo dat gezien vanuit elk deeltje dat wegvliegt de anderec deeltjes zich daarvandaan verwijderen met een snelheid evenredig met de afstand tot de andere deeltjes, net zo als in het heelal. toch kun je die explosie eenduidig herleiden tot het punt waaruit hij ontstond en dat is het punt waar de bom lag.
 
Wat is er dan verschillend in het heelal waardoor dit niet zo is? als je alles als middelpunt kunt zien dan zou dat immers betekenen dat de richting waarin iets vliegt afhankelijk is van de positie van waaruit je het bekijkt. snelheden baseren we voor zover ik weet op roodverschuivingen. dat geeft dan toch alleen maar inzicht in de snelheid, maar niet in de richting? dus hoe kun je dan concluderen dat je alles als middelpunt kunt zien als je niet kunt bepalen wekle kant de materie opvliegt?    

[Michel Uphoff]

Stel je een gigantische cake met krenten voor die in de oven aan het rijzen is. De cake is zo groot, dat de randen zich te ver weg bevinden om te zien. Iedere krent ziet de andere krenten van zich af bewegen, en hoe verder de geobserveerde krent weg is, hoe sneller hij zich verwijdert. 

 

Deze analogie gaat niet al te ver op; Een cake heeft wel randen, het heelal niet. Maar het is niet zo moeilijk je voor te stellen dat oppervlakkig bekeken, iedere krent zich in het centrum lijkt te bevinden omdat alles om de krent heen zich van hem verwijdert. Tevens is het dan in te zien dat geen van de krenten door de cake heen reist, ze staan allemaal stil t.o.v. het deeg.

 

Er is dus geen sprake van een explosie waarbij krenten door het deeg schieten, er is sprake van expansie van het deeg (de ruimte) zelf. Aangezien voor iedere krent geldt dat hij de andere krenten van zich ziet verwijderen, geldt ook voor iedere krent dat als hij terug redeneert in de tijd, de krenten zich ooit allemaal heel dicht bij elkaar bevonden moeten hebben. En als je je dan voorstelt dat ook in het eerste begin de randen van de cake nog steeds te ver weg waren om te kunnen zien, heb je mogelijk een beetje een beeld gekregen van wat expansie van de ruimte inhoudt.

 

toch kun je die explosie eenduidig herleiden tot het punt waaruit hij ontstond en dat is het punt waar de bom lag

 

En die 'bom' lag dan volgens ons op Aarde hier. En die 'bom' lag dan volgens een alien in een ver sterrenstelsel bij hem. Een tweede alien in een heel ander ver stelsel, ziet ook alles van zich af bewegen, en lijkt zich in het centrum te bevinden.

Waar je je ook bevindt in het expanderend heelal; altijd verwijdert de omgeving zich ten opzichte van jou en de richting is prima bekend: Van jou weg.

[HansH]

Als je het tekent kun je het zien. Als je je bevind op een van de scherven zie je alle andere scherven recht van je afbewegen, Dus kun je vanuit elke scherf concluderen dat het middelpunt waar de bom ontplofte het punt was waar je op t=0 was. dat zijn dan toch voor alle waarmnemers hetzelfde punt (de bom) en niet voor iedere waarnemer een ander punt? 
 

plaatje vergeten te uploaden

[Michel Uphoff]

dat zijn dan toch voor alle waarnemers hetzelfde punt (de bom) en niet voor iedere waarnemer een ander punt?

 
Bij die bom is dat correct. In de cake gaat dat niet op.
 
Lees het nog eens goed door, met name het gegeven dat ook in het begin de cake al zo groot was dat je de randen niet kon zien. M.a.w. hoewel toen de cake de oven in ging alle krenten dicht opeen gepakt zaten, was de hele cake zo groot dat vanuit geen van de krenten de rand gezien kon worden. Welke krent kan dan stellen dat hij in het midden van de cake zit?
 
Het is maar een analogie, en zoals ik schreef gaat hij ergens mank. De cake heeft (hoewel voor de krenten niet zichtbaar, want te ver) wel degelijk een rand. Het heelal heeft geen rand, het is voorzover wij weten onbegrensd. De enige 'rand' die we kennen is de waarnemingshorizon, dat is de afstand die het licht heeft af kunnen leggen gedurende de miljarden jaren die het heelal oud is. Achter die horizon kunnen we niet kijken, maar alles wijst er op, dat het heelal heel veel groter is dan de waarnemingshorizon. Mogelijk zelfs oneindig groot. 
Iedereen bevindt zich in het centrum van zijn eigen waarnemingshorizon en binnen die bol van ongeveer 94 miljard lichtjaar diameter bewegen alle objecten van ons weg, hoe verder weg, hoe sneller de verwijdering.
 
Maar een alien aan de rand van onze waarnemingshorizon, 47 miljard lichtjaar van ons weg, ziet precies hetzelfde. Hij kan delen van het heelal zien die wij niet kunnen zien en ziet delen niet die wij wel kunnen zien. Ook hij bevindt zich exact in het centrum van zijn waarnemingshorizon en alles, inclusief ons, ziet hij van zich verwijderen. En een andere alien nog heel veel verder weg, zo ver dat hij en wij nooit in contact kunnen komen, ziet ook weer hetzelfde; hij bevindt zich in het centrum van zijn waarnemingshorizon, maar niet in het centrum van het heelal.
 
Je in het centrum van een waarnemingshorizon bevinden, is dus iets anders dan je in het centrum van het heelal bevinden. 
 
Nu kan je bedenken dat kort na de oerknal ons hele waarneembare heelal (dat is dus het deel binnen onze waarnemingshorizon) piepklein was en alles dicht opeen gepakt zat, maar dat wil nog niet zeggen dat het heelal zelf klein was. Het kan nog steeds oneindig groot zijn.

[always]

Een ander manier om tot geen middelpunt te komen is natuurlijk door te stellen dat met de oerknal ook de ruimte ontstond. Als je dan alles terug rekent kom je op een plaats uit die geen ruimte in beslag kan nemen want die was er nog niet....
 
Toch vraag ik me dan nog af of het nu zo is dat er absoluut geen middelpunt is (kan zijn) óf dat het niet te berekenen is? Is voor de beantwoording van de eerste vraag beslissend of het universum oneindig is of niet?
 
Voor de tweede vraag is het misschien zo dat voor een eventueel bestaande waarnemer uit een ander universum het wel te zien en berekenen zou zijn geweest omdat vanuit ons gezien (en ieder ander punt) alles toch van ons af beweegt. Die externe waarnemer kan dan 'aanwijzen' waar in het superheelal het heeft plaats gevonden, mocht aan dat superheelal al een absolute positie te kunnen worden gegeven?
 
Verder lees ik wel eens dat het middelpunt zich in de vierde ruimte dimensie zou liggen. Misschien te zien voor hele intelligente wezen of andere universa?