Hallo Stephan,
zunächst schreibst Du »Angenommen [...]«. Annehmen kannst Du viel. Allerdings ist meiens Wissens die Urknalltheorie diejenige, die am besten empirisch bestätigt (nicht: bewiesen) ist, die am besten zu den bekannten Tatsachen passt und die wenigsten Nebenannahmen zur Erklärung beobbachtbarer Fakten machen muss (der Herr mitt dem Rasiermesser!).
Soweit das zur Zeit bekannt ist (zumindest mir) gibt es in der von der Physik beschriebenen Welt nichts, was tatsächlich unendlich wäre. In der Mathematik ist das anders. Hier gibt es durchaus Fälle, in denen es sinnvoll ist, mit dem Begriff unendlich zu arbeiten. Zum Beispiel bei dem folgenden Denkexperiment, mit dem sich zeigen lässt, dass \(0,\overline{9}=1\) ist.
Der Unterschied von 0,9 zu 1 ist 0,1. Wenn nun eine 9 nach dem Komma hinzugefügt wird, habe ich 0,99. Der Untershcied von 0,99 zu 1 ist nur noch 0,01, der von 0,999 zu 1 0,001 usw. Je mehr Neunen ich nach dem Komma habe, desto kleiner wird der Unterschied zu 1. Solange ich eine endliche Anzahl von Neunen hinter dem Komma habe, bleibt aber immer ein \(\varepsilon\) übrig, das heißt es gibt immer einen Unterschied zu 1, wie klein er auch sein mag. Dieser Gedankengang kann folgendermaßen formalisiert werden:
$$\sum_{i=1}^{k}\frac{9}{10^{i}}+\varepsilon=1\qquad\textrm{mit}\:\varepsilon>0 \tag{1}$$
Je größer \(k\) ist, desto kleiner ist \(\varepsilon\), ohne dass es ganz verschwinden würde. Wenn es nach dem Komma aber unendlich viele Neunen gibt, dann wird der Unterschied zu 1 unendlich klein, das heißt er verschwindet (bzw. wird exakt 0). Es geht hier vom Gedankengang her um eine Grenzwertbestimmung. Mathematisch lässt sich das so ausdrücken:
$$\lim_{k\rightarrow\infty}\sum_{i=1}^{k}\frac{9}{10^{k}}=1 \tag{2}$$
Dabei ist unendlich keine Zahl, sondern drückt gewissermaßen einen Denkprozess aus. Diese Art, mit unendlich im Zusammenhang mit Grenzwertbestimmungen umzugehen, ist nicht ohne philosophische Implikationen, hat sich aber als leistungsfägig herausgestellt.
Soweit jetzt mal meine unmathematischen Überlegungen.
Viele Grüße
jake2042
Sonstiger Berufsstatus, Punkte: 1.22K