Wie kann man sich das Universum vorstellen?

Pfirsichmensch · Anmeldungsdatum: 09.08.2014 Beiträge: 284

Ich möchte vorab vorausschicken, dass ich ein Laie bin was Astrophysik angeht. Ich finde dieses Thema sehr interessant, habe aber leider kaum Zeit mich damit zu beschäftigen, da ich Elektrotechnik studiere.

Ich höre ständig, dass das Universum "unendlich" groß sei. Dann habe ich auch mal gelesen, dass es endlich sei - ABER - sich ständig ausdehnt.

Resultiert dies aus mathematischen Gleichungen? Wenn ja, welche sind dies?
Wie kann man sich diese Ausdehnung vorstellen? Heißt das, dass auch Objekte aus dem Universum austreten könnten und dann durch die Ausdehnung wieder eingefangen werden können?

Was mich auch die ganze Zeit beschäftigt, wie bestimmt man denn das Alter des Universums?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18086

Die fundamentalen Gleichungen sind die Einsteinschen Feldgleichungen. Diese verknüpfen die Geometrie und Dynamik der Raumzeit mit Energie, Impuls und Druck der Materie und Strahlung (vgl. Maxwellgleichungen: diese verknüpfen die el.-mag. Felder mit Ladungen und Strömen).

Um einfachere, lösbare Modelle zu erhalten, setzt man Symmetrieforderungen voraus, insbs. Homogenität und Isotropie. Daraus resultiert dann die Friedmann-Gleichung. Diese lässt sowohl endliche als auch unendliche Lösungen zu, wobei eine statische Lösung (entgegen erster Annahmen von Einstein) nicht stabil ist.

Die Expansion des Universums kann man sich auch anschaulich vorstellen, allerdings führt das leicht zu Fehlinterpretationen, da jede Veranschaulichung auch Vereinfachung bedeutet. Zwei Ideen sind ...
das Rosinenkuchenmodell: demzufolge entsprechen Galaxien den Rosinen in einem Kuchenteig, der vor und beim Backen aufgeht;
das Gummituchmodel: diesem zufolge entsprechen Galaxien Flecken auf einem Gummituch, das sich ausdehnen kann; in diesem Modell entspräche ein unendliches Universum einem unendlichen Gummituch, das sich jedoch weit ausdehnt.