Universum - ändligt eller oändligt?

Usch, jag och min Fysik/Biologi lärare brukar diskutera det här frenetiskt. Personlig blir jag galen av att tänka på det några längre stunder.
Min slutsats är dock att universum måste fortsätta i all oändlighet, för jag menar vad skulle finnas bortom det annars, en "clip-wall" eller?

Antag att universum är oändligt stort. Det är då rimligt att anta att det har existerat oändligt länge om inte allting har uppstått samtidigt. Om universum nu är oändligt, så vart man än tittar på stjärnhimlen skulle man då förr eller senare bort hitta en stjärna. Hela stjärnhimlen skulle i så fall vara vit. Nu ser vi inte det (det svarta på stjärnhimlen, alltså). Det är alltså rimligt att anta (förutsatt att inte hela universum uppstått samtidigt) att universum har begränsad utsträckning och existerat under en begränsad tid.

Vidare kan man påstå att det skulle ta en oändligt lång tid att komma fram till nuet om universum existerat oändligt länge. Ändå är vi här, alltså har universum funnits under en begränsad tid.

Observera att mitt enkla resonemang fortfarande är öppet för möjligheten att universum är oändligt stort och har vid någon tidpunkt börjat existera på alla platser samtidigt.

Om man drar in relativitetsteori (som har verifierats experimentellt) ser man att begreppet samtidighet är relativt för olika observatörer, vilket skapar paradoxer om man antar att hela universum började existera "samtidigt" på alla platser i universum. Därmed är universum begränsat.

xerent, du har glömt att vi bara kan se stjärnorna som ligger nära oss.
Tar du ett teleskop kan du se fler stjärnor.

Poängen är att oavsett hur långt bort du tittar med teleskop ser du fortfarande mest svart tomhet. Det här är det längsta vi kan titta (Hubble Deep Space Field).

Se http://en.wikipedia.org/wiki/Universe för mer info om den bilden

Denna fråga har väl dykt upp hos oss alla, och det är ju inte lätt att förstå vad oändlig är direkt. Om rymden inte är oändlig, vart slutar den då? Och vad finns bakom denna "vägg"? Jag blir galen när jag tänker på det.

Det finns ju ingen logik i det resonemanget. Du förutsätter ju att Hubble kan se det absolut längsta avståndet. Vad är det som säger att miljarder gånger längre bort än vad hubble kan se så ser det inte ungefär likadant ut som det gör här, dvs man ser lite stjärnor här och där? Stjärnhimlen skulle inte alls vara vit. Det finns ingen garanti för att vi någonsin skulle kunna se alla stjärnor. Tänk dig den stjärna som är allra längst bort men som vi ändå kan se, tänk dig om det finns en likadan stjärna som ligger miljarder gånger längre bort. Det skulle då med stor sannolikhet vara omöjligt att se den. Ljuset den skulle skicka ut skulle inte gå att se.

Det finns visst logik i resonemanget! Annars skulle du inte angripa mina argument.

Bilden är inte något bevis utan bara en observation. Ej heller vill jag försöka använda mig av bilden som något bevis för någonting.

Ljuset skulle visst gå att se. Enstaka fotoner skulle komma fram i tid och otid. Sannolikheten att en foton skulle observeras minskar med avståndet eftersom ljusets intensitet är proportionellt mot 1/r^2, där r är avståndet till ljuskällan. Antag nu att universum är oändligt och att det finns oändligt många stjärnor / galaxer. Då går sannolikheten att fotoner registreras vart du än tittar mot ett, alltså blir allting helt vitt på stjärnhimlen.

Jag reserverar mig för att 1/r^2 går fortare mot noll än avståndet går mot oändligheten, som har ett linjärt beroende (i en förenklad värld).

Natthimlen är inte vit därför att ljuset från de mest avlägsna stjärnorna inte har hunnit komma hit än, färför är det svart på många ställen.

Big Bang tycker jag är löjlig, två saker som inte finns krockar och ur detta kommer allt.

xerent: Visst, men i förhållande till det andra ljuset så kommer inte bakgrundsljuset göra någon skillnad, det är alldeles för litet.

Anden88: Precis. Men i mitt resonemang antog jag att universum har existerat för evigt samt att det var oändligt stort och noterade att detta ledde till motsägelser. Universums storlek och ålder hör ihop intimt och jag tror inte man kan betrakta endast det ena utan att dra in det andra.

13th.Marine: Om det finns oändligt många stjärnor som lyst oändligt länge kommer bakgrundsljuset att vara hur vitt som helst.

Vet inte om jag är ute och cyklar nu, men eftersom man tror det finns såkallade svarta hål som inte ens ljus kan komma undan ifrån så torde det göra att allting faktiskt inte skulle vara vitt? Rätta mig gärna, bara en tanke

Det ligger ju minst sagt ganska stor komplexitet i frågan.

Utgår man från människors uppfattning är det enda rimliga att det är oändligt (för att det alltid finns något bakom t.ex. ett objekt). Å andra sidan har ju den uppfattningen formats på jorden.

en annan sak som man kan bli tokig av att tänka på är, om det är på jorden det bara finns levande varelser, och så skulle jorden explodera i samband med att vi krockar med en komet lr nå liknande. vad skulle det vara kvar då, bara en tom rymd utan nytta. när jag tänker på det, får jag alltid upp bilden att vi bara lever i något slags film, och att det sitter tre-fyra stora håriga monster och tittar på den tomma rymden, men man vet ju aldrig. man kan iaf bli knäpp av att tänka på det.

Bara för att rymden har en ändlig storlek så innebär detta inte att den måste ha en ände.

Jordens yta har en ändlig storlek, men trots detta så kommer man aldrig till någon ände.

Är universum krökt på ett liknande sätt så uppstår samma fenomen där.

Intressant tanke. Min första tanke var att svarta hål drar åt sig materia som i sin tur lyser. Man tror ju att det finns ett svart hål i mitten på varje galax, och det är ju den delen av galaxen som lyser ljusast.

För övrigt har Haricots helt riktigt i att mängder (som t.ex. ytan av universum) kan vara slutna och begränsade utan att ha någon rand. Vi upplever ju tidsdilatation som en konsekvens av rumtidens fyrdimensionella krökning.

Oerhört intressant detta. Fortsätt slänga ur er intressanta funderingar så tar vi dem en i taget!

Ja det är möjligt att fotoner skulle komma fram i tid och otid men det är ju ingen garanti för att himlen skulle vara vit. Den där formeln förutsätter ju att det finns en oändlig mängd stjärnor och att universum funnits en oändligt lång tid och att det har funnits tillräckligt med tid för att alla fotoner ska ha kunnat nå oss. En stjärna som är bortom vad vi kan se behöver ju inte vara så nära att dess fotoner har kunnat nå vad vi kan se heller.

Precis, vilket var mina antaganden till att börja med.

Men då känns din teori rätt grundlös och utan logik i mina ögon. Det känns som att använda det som ett bevis för att universum är ändligt är på samma nivå som att säga att det är små djur som drar ner allt man släpper till jorden och att det är sant för att saker faktiskt åker ner när man släpper dom.

På vilket sätt är min teori grundlös och utan logik? En klassiskt bevismodell är:

1. Man antar att någonting är sant, exempelvis att universum är oändligt stort.
2. Man visar att det leder till en motsägelse, vilket bevisar motsatsen, att universum inte är oändligt stort, dvs. begränsat.

Antagandet är att universum är oändligt stort och oändligt gammalt. I så fall skulle stjärnhimlen vara helt vit (vilket vi kom fram till ovan). Vi observerar att så inte är fallet. Det leder till att motsatsen till våra antaganden måste gälla.

Då har vi tre fall:
Fall 1: Universum är oändligt stort men är inte oändligt gammalt.
Fall 2: Universum är oändligt gammalt men inte oändligt stort.
Fall 3: Universum är varken oändligt gammalt eller oändligt stort.

Om vi börjar med fall 1: Universum är alltså oändligt stort men inte oändligt gammalt. Det betyder att universum har expanderat med en oändlig hastighet. Ingen materia kan färdas snabbare än ljusets hastighet. Det betyder i så fall att hela universum måste ha börjat existera samtidigt på alla platser. Begreppet samtidighet är dock relativt observatören enligt relativitetsteorin och fall 1 kan inte vara sant.

Fall 2: Universum är oändligt gammalt men inte oändligt stort. För att komma fram till nuet måste en oändlig tid passera, men ändå är vi här. Alltså kan inte universum vara oändligt gammalt och fall 2 kan inte vara sant.

Uteslutningsprincipen ger att fall 3 måste vara sant. OK?

Jag förstår inte riktigt hur du menar.
En oändlig tid behöver inte vara en oändlig tid både bakåt och framåt, det räcker att man går åt ett håll. Alltså hindrar inte det att en oändlig tid har passerat nu.
*edit*
Av samma anledning skulle man inte kunna stå vid änden av en oändligt lång pinne, för att pinnen kan ju göras oändligt lång åt andra hållet med, så man istället skulle stå i mitten av pinnen (efter att den gjordes oändligt lång åt båda håll). Om man sedan förflyttar sig åt det ena hållet, så har man olika oändligt långt avstånd till de båda änderna av pinnen.
Men detta är inget hinder då en oändligt lång tid/sträcka/etc, inte nödvändigtvis behöver den största oändliga tid/sträcka/etc. som finns.

Du som läser Teknisk fysik har väl räknat en hel del stationärtillständ för olika system, där man gör skillnad på olika oändliga tider och signaler eller nu vilket system man nu leker med(mek, term, elektr osv.). Så bara för att en tid är oändlig så innebär det inte, att en annan tid inte kan vara mer oändlig än den första.

Xerent

Anledning till att hela himlen inte är upplyst beror på att universum expanderar och detta ger upphov till "rödförskjutning" som du säkert vet. Det är denna rödförskjutning av ljus som har gett upphov till den Kosmiska bakgrundsstrålningen som "lyser" lika starkt överallt.

Angående universums storlek anser jag att universum har oändligt med "plats" men med begränsad materia/energi

Jo, det är klart. Och det är finns ingenting (i mitt resonemang) som hindrar att universum kommer att existera i all evighet i framtiden. Jag ska läsa signaler, system och reglerteknik osv. till hösten för övrigt.

Ja, det vet jag såklart och det har du helt rätt i! ...men vi diskuterade inte det faktiska universumet utan ett "fiktivt" universum som hade existerat i all oändlighet som ett led i mitt resonemang.

Får jag ursäkta om jag stör er i eran universum diskussion. Men jag har bara en fråga till er som verkar veta.

Vad är tid för något egentligen? är det en energi?, eller vågor och partiklar som ljus? eller något helt annat. Eller är det bara flödet av materia som föds och dör?.

Om man skulle stanna allt i hela universum varenda atom exakt allt. Skulle tiden stanna då?

[Marine drygar sig]
Vill bara inflika att man visst kan färdas snabbare än ljuset.

Tex i en reaktortank så får man ett ganska fräckt ljus som kommer ur ett elektroner som rör sig snabbare än ljuset skapar en vågfront av fotoner.

(Värt att notera är att elektronen färdas i nära ljusets hastighet i vacuum medans ljuset färdas med ljusets hastighet i vatten)
[\Marine drygar sig]

Det hela är väldigt komplicerat. Jag får återkomma efter att jag läst en kurs i allmän relativitetsteori. http://sv.wikipedia.org/wiki/Rumtid rekommenderas tills dess.

Ljusets hastighet i vatten är långsammare än ljusets hastighet i vacuum c, vilket förklarar en del saker... Jag har hört att man har lyckats skicka en "puls" snabbare än ljuset men det beror bara på att fashastigheten hos vågen har överskridit c men att ingen partikel har observerats med en hastighet > c. Ingen information kan heller förmedlas heller med en sådan våg i enlighet med kvantmekaniken. Med reservation för att detta har jag hört och inte räknat på själv.