THEMA:

Grüezi!
In letzter Zeit hält mich immer wieder ein Gedanke vom Schlafen ab: Wenn ich am äussersten Rande des Universums stehe und quasi rausschaue - was sehe ich dann? Eine Membrane? Das Nichts? und wie sieht das Nichts aus? Ein anderes, weiteres Universum? Gibt es allenfalls Literatur dazu?
Vor dem Urknall war ja nichts... darum die Frage: was umgibt das Universum?
Ich würde mich freuen, wenn mich jemand "erhellen" könnte, damit ich mir zum Einschlafen eine neue Frage ausdenken kann.
Vielen Dank und Gruss,
Denis Bernhardt

Es gibt keinen Rand des Universums, zumindest geht man genau davon aus, genauso wie die Erdoberfläche keinen Rand hat, an dem man runterfallen könnte. Und genauso gibt es kein Zentrum des Universums, wie auch die Erdoberfläche keines hat, was man nicht mit dem Mittelpunkt der Kugel verwechseln darf.

Daher wird eben auch im allgemeinen vermutet, dass das Universum gekrümmt sein müsste, so wie eben auch die Erdoberfläche gekrümmt ist. Die Entsprechung zur 2-Sphäre S² im dreidimensionalen Raum ℝ³ ist die 3-Sphäre S³ im ℝ⁴.

Allerdings ist das Universum so flach, dass man eine Krümmung bisher nicht sicher messen kann. Dies entspricht einem sehr großen Krümmungsradius.
R = c/(²√|Ωk|H°) = rH/²√|Ωk| > 550 Mrd ly

In unserem Universum gibt es nur Mittelpunkte.
Egal wo ich mich in ihm befinde ist der Radius um mich herum ca. 13mrd Lichtjahre.
Es kann daher kein objektives Universum geben. Es ist immer vom Beobachter abhängig. Ähnlich dem Doppelspalt Experiment. Der beobachtete Raum dehnt sich in einen Nichtraum aus. Unser Bewusstsein ist ein Nichtraum.
Daher auch das Paradoxon dass der Urknall eigentlich nach dem Standartmodell eine Singularität ist bzw war, aus unserem Blickwinkel aber wie eine Schale um uns herum erscheint. Ohne Bewusstsein kein Universum. Nur es kann sich in ihm befinden um sich solche Fragen zu stellen.

In unserem Universum gibt es nur Mittelpunkte. Egal wo ich mich in ihm befinde ist der Radius um mich herum ca. 13mrd Lichtjahre.

Könnte man so sagen, dies bezieht sich dann auf das beobachtbare Universum.

Es kann daher kein objektives Universum geben.

Seltsame Logik... wie groß das vollständige Universum ist, wissen wir nicht. Nur wenn eine positive Krümmung (Ωk<0) sicher nachgewiesen wird, kann die Größe festgestellt werden
R = rH/²√|Ωk| Krümmungsradius
rH = c/H Hubble Radius
Ωk = 1-Ω Krümmungsparameter
V = 2π²R³ Volumen des sphärischen Universums

Daher auch das Paradoxon dass der Urknall eigentlich nach dem Standartmodell eine Singularität ist bzw war, aus unserem Blickwinkel aber wie eine Schale um uns herum erscheint.

Das ist zwar kein Paradoxon, sondern einfach logisch. Ein Blick in die Ferne ist ein Blick in die Vergangenheit. Um den Urknall zu sehen, müssten wir daher sehr weit in die Vergangenheit blicken.
Allerdings sehen wir ja sowieso nicht den Urknall, sondern den Zustand nach 372,9 kyr.
Könnten wir weit genug sehen, dann würden wir ein und denselben Urknall in allen Richtungen zugleich sehen, ähnlich wie man die Fahne am Südpol in allen Richtungen gleichzeitig sehen würde, wenn man am Nordpol steht und so weit blicken könnte.

dass der Urknall eigentlich nach dem Standartmodell eine Singularität ist bzw war

Das Standardmodell des Urknalls wurde insoweit längst durch das Inflationsmodell erweitert, denn dieses erklärt nicht nur einige andere wichtige Fragen, sondern ermöglicht auch einen Urknall als Quantenfluktuation ohne Energieinhalt und erklärt die hohe Expansionsrate der Vergangenheit. Erst die Expansion des Vakuum und dessen Phasenübergang brachte dann die reelle Energie ins Universum, die seither die Expansionsrate H abbremst.

Der beobachtete Raum dehnt sich in einen Nichtraum aus.

Eine Einbettung eines sphärischen Universums als S³ in einen ℝ⁴ ist nicht zwingend nötig, auch wenn dies anschaulicher vorstellbar ist.

Vielleicht auch durch meine Ausbildung in Medizin und Biologie, und nur beschränktem Wissen in Astrophysik, gefällt mir intuitiv die Hypothese eines zyklischen Universums von Roger Penrose. Eure Meinung / Kritik würde mich interessieren, wenn möglich auch als Video. Schliesslich ist Penrose nicht der dümmste Physiker auf diesem Planeten!

Penrose geht lediglich davon aus, dass wir in exponentieller Expansion leben, ähnlich wie zur Zeit der Inflation zu Beginn des Universums.

Der entscheidende Unterschied ist natürlich die Intensität.

Penrose sagte dazu, dass die Skalierung vom Beobachter abhängt, für eine Ameise ist etwas, das für einen Elefanten winzig ist, immer noch riesig.

Das ist sicher richtig, doch wäre das dann ein völlig anderes Universum, als wir es kennen, denn Atome sind nunmal so groß wie Atome und lassen sich nicht durch eine Skalierung verkleinern. Welche Physik unterhalb der Planckmaße lauert, wissen wir nicht.

Daher würde ich das nicht als "zyklisch" bezeichnen, wie es Penrose eher publikumswirkam als realistisch spekuliert.

Genauso müsste dann die Ära vor dem, was wir als Inflation bezeichnen, und für die wir ungefähr Planckdichte annehmen, deutlich dichter als Planckdichte gewesen sein, wenn es schon einen ähnlichen Verlauf genommen haben sollte wie in unserem Universum. Auch dies wäre im Rahmen der heutigen Physik ebenfalls unvorstellbar und würde völlig andere physikalische Zustände bewirken.

Mit anderen Worten könnte Penrose genausogut von rosa Einhörnern sprechen, jedenfalls zieht er Zustände in Erwägung, die unseren Vorstellungen von Physik widersprechen. Natürlich ist auch dies nicht auszuschließen, es gibt jedoch keinerlei Indiz dafür, außer die ähnliche exponentielle Expansion. Der grundlegende Utnerschied liegt wie gesagt in der Energiedichte:
Λ = 1,088e-52 1/m² heutige Vakuumdichte
λ ~ 3/rP² = 1.14842e+70 1/m² angenommene Vakuumdichte der Inflation.
Wer das ver"gleich"en will, muss schon großen Mut besitzen.

Die Physik, die wir bereits studieren können, reicht zumindest zurück bis zur Higgs Ära. Der Skalenfaktor für die Higgs Ära ist
T°/TH = aH = 1,5e-15
Die Dichte war zu dieser Zeit also zumindest
ρH = ρr/aH⁴ = ρ°Ωr/aH⁴ = 1.69e+29 kg/m³
Die Dichte des heutigen Vakuums beträgt hingegen nur
ρΛ = Λ/κ' = 5,829e-27 kg/m³
Das falsche Vakuum λ der Inflation muss aber vorher zumindest die Dichte der reellen Energie gehabt haben, um diese zu produzieren.

Zusammenfassend kann man sagen, dass die Theorie der Inflation und Expansion nichts über den Urknall und die Dauer der Inflation aussagen kann, und für das Endstadium des Universums ergibt sich ein konstanter Zustand der exponentiell expandierenden Leere. Jedenfalls unterscheiden sich beide gravierend durch ihre Energiedichte, was für die bekannte Physik im Zeitraum dazwischen maßgeblich ist.

Sofern wir einmal die Krümmung des Raumes messen könnten, wären ohnehin genaue Aussagen möglich, und ein immer flacher werdendes Universum könnte man prinzipiell nicht als zyklisch bezeichnen.

Vielen Dank für die klare Antwort!
Nur noch eine kurze Frage mit Bitte auf kurze Antwort:
Wenn die Theorie des Urknalls stimmen würde müsste man dann nicht zwangsläufig ein Multiversum mit unendlichen vielen Universen fordern?

Nicht unbedingt, aber was einmal passiert, kann ohne Weiteres mehrmals (parallel) passieren.
Insofern also: Ja.

Die Ewige Inflation geht demgegenüber von einem Gesamtuniversum aus, in dem immer wieder ein Babyuniversum wie das Unsere entstehen kann. Mit der obigen Antwort sind demgegenüber mehrere derartige Gesamtuniversen gemeint, sofern dieses Gesamtuniversum in einem Urknall entstanden ist, so wurde diese Theorie ja ursprünglich abgeleitet.