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Welthorizont

Relativitätstheorie und Gravitation, beschreibt eine räumliche Grenze im Universum um einen bestimmten Punkt derart, dass jenseits dieser Grenze ausgesandte Lichtsignale nicht an diesem Punkt empfangen werden können. Nur Lichtsignale, die von Orten innerhalb des Horizontes ausgehen, können diesen Punkt erreichen.

In einem durch die Robertson-Walker-Metrik beschriebenen Universum gilt für ein zur Zeit Welthorizont am Ort Welthorizont ausgesandtes und von einem Beobachter an der Stelle Welthorizont zur Zeit Welthorizont empfangenes Lichtsignal

Welthorizont

Frühestens kann das Lichtsignal zur Zeit Welthorizont (bzw. in Weltmodellen, in denen sich das Universum aus einem Urknall heraus entwickelte, zur Zeit Welthorizont) ausgesandt worden sein. Konvergiert das Zeitintegral auf der rechten Seite der obigen Gleichung für dieses Welthorizont, so ist damit auch das maximale Welthorizont beschränkt: Von Galaxien, die weiter als dieses maximale Welthorizont entfernt liegen, kann bis heute, also Welthorizont, kein Signal empfangen worden sein. Auf diese Weise entsteht der sog. Teilchenhorizont (engl.: particle horizon). Ob er existiert, hängt von der zeitlichen Entwicklung des Weltradius Welthorizont ab.

Man kann sich ferner die Frage stellen, ob es Ereignisse gibt, die sich zur Zeit Welthorizont am Ort Welthorizont ereignen und die ein Beobachter am Ort Welthorizont niemals sehen wird. Dazu muss man in obiger Gleichung Welthorizont gegen Welthorizont gehen lassen (bzw. gegen Welthorizont in Weltmodellen, die einen Kollaps des Universums implizieren). Welthorizont kann dann maximal so gross gewählt werden, dass das linke Integral gleich dem rechten ist (mit dem maximalen Welthorizont als oberer Grenze). Ist dieses zeitliche Integral konvergent, so entsteht der sog. Ereignishorizont (engl.: event horizon). Lichtsignale, die zu einer Zeit Welthorizont von einer Galaxie ausgesandt werden, welche sich weiter als dieses maximale Welthorizont vom Beobachter in Welthorizont entfernt befindet, werden den Beobachter nie erreichen. Wieder hängt die Existenz eines derartigen Horizontes von der zeitlichen Entwicklung des Weltradius Welthorizont ab. Wo er sich befindet, hängt dann von Welthorizont ab.

Durch die Existenz eines Welthorizontes werden Orte im Universum von Ereignissen an gewissen Orten kausal abgeschottet. Das wirft Probleme auf, etwa bezüglich der Frage, wie denn dann das Universum in seiner Frühphase homogen und isotrop sein konnte, ohne das ausgleichende Wechselwirkungen zwischen allen Teilen desselben stattgefunden haben konnten.

 

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