Wie alt ist das Universum? Mittlerweile können wir diese Frage recht gut beantworten; besonders seit der Satellit WMAP die kosmische Hintergrundstrahlung vermessen hat. Unser Universum ist demnach 13.7 Milliarden Jahre alt, plus oder minus einige hundert Millionen Jahre.

In Anbetracht der Schwierigkeit der Messungen ist das schon ein recht ordentlicher Wert. Aber natürlich möchte man es gerne ganz genau wissen – und darum wird immer wieder probiert, diesen Wert zu verbessern. Einer Forschergruppe um Sherry Suyu von der Universität Bonn ist das nun gelungen.

Suyu und ihre Kollegen haben dafür eine sogenannte Gravitationslinse untersucht. So wie Licht durch eine Linse aus Glas abgelenkt werden kann, kann es auch durch starke Gravitationsfelder von seinem Weg abgebracht werden. Das ist folgt direkt aus der allgemeinen Relativitätstheorie und durch die Messung der Lichtablenkung während einer Sonnenfinsternis wurde Einsteins Theorie auch erstmals bestätigt.

Die Gravitationslinse, die Suyu et al. beobachtet haben, war allerdings ein bisschen größer als unsere Sonne. Bei der Linse mit dem Namen B1608+656 handelt es sich um zwei sehr schwere Galaxien die vor einer andere Galaxie liegen. Ihr Licht wird durch die Linsengalaxien gekrümmt und anstatt einem einzigen Bild sieht man vier Bilder der Quelle (A, B, C und D), die rund um die Linse (G1 und G2) angeordnet sind:

Alter des Universums.jpg

Das Licht der vier Bilder hat unterschiedliche Wege zurückgelegt und aus diesem Laufzeitunterschied konnten die Forscher den Abstand zu Linse und Quelle berechnen.

Das ganze ist natürlich nicht so einfach wie es klingt und wer Lust hat, kann sich den 24seitigen Artikel mit dem Titel “Dissecting the Gravitational Lens B1608+656. II. Precision Measurements of the Hubble Constant, Spatial Curvature, and the Dark Energy Equation of State” gerne durchlesen (er ist vor kurzem im Astrophysical Journal erschienen). Ein Faktor, der beispielsweise berücksichtigt werden musste, waren die Galaxien, die zwischen Linse und Erde liegen. Ignoriert man diese Massen, bekommt man einen zu großen Wert für die Hubblekonstante H.

Diese Konstante beschreibt, wie schnell sich das Universum ausdehnt (und eigentlich ist sie keine echte Konstanten sondern ändert sich auch im Laufe der Zeit). Ihre Dimension ist Geschwindigkeit pro Entfernung (normalerweise wird sie in km s-1 Mpc-1 angegeben). Wir wissen ja seit den Messungen von Edwin Hubble dass sich die Galaxien umso schneller von uns entfernen, je weiter sie weg sind. Genau das wird durch die Hubblekonstante beschrieben.

Kennt man die Hubblekonstante, dann kann man daraus das Alter des Universums berechnen. Eigentlich bräuchte man nur den Kehrwert bilden: die Zahl 1/H ist die sg. Hubblezeit und wenn das Universum völlig leer wäre und sich gleichförmig ausdehnen würde, dann wäre sie identische mit seinem Alter. Aber das ist ja nicht so und deswegen muss man entsprechende Korrekturen anbringen – je nachdem wieviel Materie und Energie das Universum enthält.

Die bisher besten Messungen des Satelliten WMAP ergeben unter der Annahme, dass das Universum flach ist und das die dunkle Energie als kosmologische Konstante beschrieben werden kann, beispielsweise einen Wert der Hubblekonstante von 74 km s-1 Mpc-1 (wobei der Wert um 15 nach oben bzw. 14 km s-1 Mpc-1 nach unten abweichen kann).

In Kombination mit anderen Messungen ergeben sich leicht unterschiedliche Werte mit schmalere Fehlergrenzen. Die Messungen von Suyu und ihren Kollegen haben den Wert nun nochmal nach unten korrigiert. Tabelle 5 aus ihrer Arbeit gibt einen Überblick:

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Die neuen Ergebnisse geben also einen Wert der Hubblekonstante von 69.7 km s-1 Mpc-1 an. Suyu et al. haben außerdem berechnet, dass unser Universum zu 72% aus dunkler Energie besteht und das sich daraus ein Alter von 13.75 Milliarden Jahren ergibt (mit einer möglichen Abweichung von 170 Millionen Jahren nach oben oder 150 Millionen Jahren nach unten). Im Vergleich mit dem Wert von 13.73 Milliarden Jahren (plus 160 Millionen, minus 150 Millionen), der auf den 5-Jahres-Daten von WMAP basiert ist das Universum als ein “bisschen” älter geworden. Die kürzlich veröffentlichten 7-Jahres-Daten von WMAP bestätigen die Arbeit von Suyu et al. und kommen ebenfalls auf ein Ergebnis von 13.75 Milliarden Jahren.

Man darf sich übrigens nicht verwirren lassen: in den letzten Jahren wurden ständig neue Werte für das Alter des Universums veröffentlicht (und das wird auch in Zukunft so sein). Das bedeutet nicht, dass sich die Wissenschaftlicher nicht einig sind und jeder seine Lieblingswerte veröffentlicht! Alle publizierten Zahlen stimmen in ihren Fehlergrenzen gut überein. Die Messungen werden eigentlich immer nur genauer. Das ist ein völlig normaler Vorgang in der Wissenschaft – er wird halt nur selten so ausführlich von den Medien begleitet, die über jede neue Messung berichten. Aber das Alter des Universums interessiert uns eben…

Hier gibts übrigens auch noch ein Videointerview mit Sherry Suyu.

Kommentare (38)

  1. #1 dertrop
    2. März 2010

    Moin moin,
    ich finde ja immer wieder beeindruckend, wie denn “ein bisschen” im astronomischen Sinn definiert ist 😉

  2. #2 Ronny
    2. März 2010

    @dertrop
    Tja, alles ist relativ, für den Milliardär ist ein neuer BMW nur eine kleine Ausgabe, quasi ein bißchen Geld.

  3. #3 Daniel Fischer
    2. März 2010

    In der Tabelle stehen nur Analysen, die die 5-Jahres-Daten von WMAP berücksichtigen, seit Anfang des Jahres gibt es aber die 7-Jahres-Daten – und aus denen kommt ein Weltalter von 13.75 +/- 0.11 Mrd. Jahren heraus. Völlig identisch mit dem “neuen” Wert und sogar mit etwas kleinerem Fehler.

  4. #4 Florian Freistetter
    2. März 2010

    @Fischer: “Völlig identisch mit dem “neuen” Wert und sogar mit etwas kleinerem Fehler.”

    Hmm – aber die Arbeit ist ja schon letztes Jahr erschienen – also sind dann die 7-Jahres WMAP Daten eher die Bestätigung für Suyu et al…

  5. #5 Redfox
    2. März 2010

    Ich nehme an das 1″ in dem Bild steht nicht für 1 Zoll?

  6. #6 zwähn
    2. März 2010

    Wie alt ist das Universum?
    mal eine für dich wahrscheinlich dumme frage von mir, aber:
    Wozu wollen wir das eigentlich wissen? also was bringt uns – oder besser, euch astronomen, – ein möglichst genaues ergebnis?

  7. #7 Stephan Mayer
    2. März 2010

    Zitat Redfox: “Ich nehme an das 1″ in dem Bild steht nicht für 1 Zoll?”

    1″ bedeutet in solchen Bildern 1 Bogensekunde: ein Kreis hat 360 Grad, ein Grad hat 60´ (Minuten), eine Minute hat 60″ (Sekunden)

  8. #8 JuBa
    2. März 2010

    @zwähn

    Es liegt in der Natur des Menschen, neugierig zu sein. Wären wir es nicht, so würden wir uns vermutlich nicht wirklich über die Steinzeit hinaus entwickeln.

    Und ausserdem: ich würde es wahnsinnig gerne wissen, wie alt unser Universum ist. Einfach so. Um des Wissens willen.

  9. #9 Florian Freistetter
    2. März 2010

    @zwähn: “also was bringt uns – oder besser, euch astronomen, – ein möglichst genaues ergebnis?”

    Wie genau ist die Frage gemeint? Was bringt uns eine genaue Kenntnis Hubblekonstante für die Weiterentwicklung und Prüfung der kosmologischen Theorien? Oder fragst du, was uns diese kosmologischen Untersuchungen generell bringen?

    Falls zweiteres gemeint ist, solltest du dich vielleicht fragen, was uns überhaupt irgendwas bringt. Denn außer Nahrung und Fortpflanzung ist genaugenommen so ziemlich alles unwichtig. Oder auch nicht – kommt halt drauf an wie mans sieht. Ich persönlich halte z.B. Formel 1 für völlig entbehrlich. Aber da wird mir auch nicht jeder zustimmen…

  10. #10 cydonia
    2. März 2010

    @zwähn
    Warum will man überhaupt irgendwas wissen? Man kann es sich doch ganz gut vor dem Fernseher gemütlich machen, bis man wegpennt.
    Oh Mann, das hier ist ein Wissenschaftsblog, und kein”Wir wollen nichts wissen, und sind ganz zufrieden, dass wir die Welt nicht verstehen”-blog

  11. #11 Moss
    2. März 2010

    Florian! Kannst Du Dich mal eindeutig ausdrücken!? Ich hab’ jetzt zwei Minuten lang oben nach Formel (1) gesucht und nix gefunden — bis mir aufging, dass Du damit das hirntote Im-Kreis-’rum-Rasen meinst (das in der Tat wirklich _völlig_ überflüssig ist). :-$

    Immerhin, im Tatort vorgestern haben wir ja gesehen, dass auch da nur Wissenschaft zum Sieg verhilft … 😉

  12. #12 Ulrich
    2. März 2010

    Ich will wissen, wie alt das Universum ist. Ich würde auch gerne wissen, wie es dazu gekommen. Und noch vieles mehr.
    @Florian: Den Seitenhieb auf die Formel I finde ich jetzt entbehrlich. Da wird nämlich auch ganz schön viel geforscht und entwickelt. 🙂

  13. #13 nihil jie
    2. März 2010

    Formel 1 entbehrlich ? tja… für mich auch *lach wie auch millionen anderer dinge.

    @zwähn
    und ich kann es nicht oft genung wiederholen… unsere technologie und auch viele andere errungenschaften entstanden hand in hand mit den wissenschaftlichen erkenntnissen die man in der menschheitsgeschichte machte. in der antike beschäftigten sich manche mit einer theorie zur flächenberechnungen und prompt fanden auch diese ihre anwendung in der baukunst, schifsbau, astronomie, kriegskunst (was weniger erfreulich ist) aber auch vielen vielen anderen gebieten. es ist heute nicht anders… atomphysiker beschäftigten sich mit den allerkleinsten und diese erkenntnisse fanden auch ihren platz in moderner elektronik… das nur als ein beispiel… von denen es unzählige gibt.
    aber auch wenn es keine praktische anwedungen für vieles entdecktes oder erkanntes gibt… das ist unsere ökologische niesche… das denken, erarbeiten von erkenntnissen, zusammenhänge zu erkennen. das sagte auch Vince Ebert in seinem netten kabaret mit dem titel… Denken lohnt sich 😉 (ist ein fünfteiler den es sich an zu schauen lohnt)

  14. #14 zwähn
    2. März 2010

    @ florian
    eher schon in die erstere richtung!
    also noch mal genauer: klar ist es interessant über das alter bescheid zuwissen, aber ist es nur des wissens wegen (nach JuBa)
    oder
    ist absehbar dass eine genaue hubbel-konstante als grundlage neuer technologien dient, oder wie du sagst, können damit theorien aufgestellt/wiederlegt werden, oder … …
    ergibt sich also für otto-normal oder für astronomen ein positiver effekt durch die kenntnis? ( ahh einer fällt mir schon ein: man kann besser gegen die diversesten religiösen erdalter argumentieren!)
    @ cydonia: ok ich hab mich ungeschickt ausgedrückt, aber wer außer forentrollen hier die seite, der nicht irgendwie an wissenschaft interessiert ist?

  15. #15 Florian Freistetter
    2. März 2010

    @zwähn: “ist absehbar dass eine genaue hubbel-konstante als grundlage neuer technologien dient, “

    Vielleicht. Das ist ja grade das Ding an der Grundlagenforschung. Man weiß nicht, was mal draus wird. Nimm die Schwarzkörperstrahlung. Die hat 1900 ein gewisser Max Planck untersucht – war damals auch völlig abgehobene Forschung ohne wirkliche Anwendung. Ein paar Jahrzehnte später hatte sich daraus die Quantenmechanik entwickelt und heute haben wir deswegen DVDs, CDs und billige Digitalkameras.

    Wer weiß, was die Forschung über die Hubblekonstante alles bringt. Immerhin gehts da ja im Endeffekt um eine fundamentale Theorie, die eventuell die Quantenmechanik/Relativitätstheorie ersetzen soll. Und wenn man sich ansieht, was aus diesen beiden Theorien für technische Entwicklungen gekommen sind, dann ist das auch für eine neue Theorie zu erwarten.

    Aber man kann halt nicht mit Sicherheit sagen WAS man rausfinden wird bzw. WANN das sein wird. So ist das halt mit Grundlagenforschung. Aber wenn man sie gar nicht macht, dann wird man auch garantiert nichts neues entwickeln können. Hier hab ich das schonmal beschrieben: http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2008/05/das-zentrale-lemma-uber-die-anwendung-neuer-technologien.php

  16. #16 Christian (P-chan)
    2. März 2010

    Und woher willst du das alles wissen?

    Sorry, ich wollte unter deine gute Erklärung einfach mal Schwachsinn schreiben. ^_^ (ich glaube wirklich dass das manche manchmal aus Spaß machen …)

  17. #17 Scientist
    2. März 2010

    Also mich interessiert auf jeden Fall wie alt das Universum ist. Und ich finde es sehr spannend mit welchen Methoden man das Alter bestimmt. Ich wundere mich nur, dass dieser Eintrag nicht als http://www.researchblogging.org markiert ist.

  18. #18 Daniel Fischer
    2. März 2010

    @zwähn

    “also was bringt uns – oder besser, euch astronomen, – ein möglichst genaues ergebnis?”

    Die Zahl selber ist erstmal uninteressant – viel wichtiger ist ‘für uns’ die Meta-Erkenntnis aus diesem und vielen anderen Papers der letzten Jahre, nämlich dass inzwischen bei völlig unterschiedlichen Methoden zur Ermittlung der Hubblekonstanten, einer der fundamentalen Maßzahlen des Universums, immer dasselbe (im Rahmen der Fehlerbalken) herauskommt!

    Noch Ende des 20. Jahrhunderts war das ganz anders, da lagen die Ergebnisse um einen Faktor 3 auseinander (mit ca. 30 und ca. 90 km/s/Mpc als Extremwerten) und wollten einfach nicht “zusammen kommen” – denn es steckten noch jede Menge unerkannte Systematiken drin.

    Und die sind jetzt weg! Auch die Methoden, die immer signifikant kleinere Ho-Werte lieferten (weit unter 70) wie Supernovae, SZ-Effekt, G-Linsen, konvergieren nun in der Nähe der 72 bis 74 km/s/Mpc, die mir persönlich als “Endergebnis” dünken. In ein paar Jahren werden wir’s wohl ganz genau wissen, dank rein geometrischer Verfahren aus der Radiointerferometrie.

  19. #19 schlappohr
    3. März 2010

    Ohne jetzt wirklich viel Plan von der ART zu haben… aber es gibt doch keine absolute Zeit im Universum. Wie kann man dann dessen Alter absolut bestimmen? Ich kann mir vorstellen, dass besonders während des extremen Anfangszustandes die Zeit ziemlich “verbogen” war.

  20. #20 Jeeves
    3. März 2010

    “Und ausserdem: ich würde es wahnsinnig gerne wissen, wie alt unser Universum ist. Einfach so. Um des Wissens willen.”
    Na gut. So soll es sein.
    Das Universum ist genau 22.365.111.987 Jahre und zwei Monate alt. Ist nun Ruhe?

  21. #21 Ronny
    3. März 2010

    @schlappohr
    Wenn man vom ‘alter des universums’ spricht dann meint man eigentlich die Zeit die vergangen ist die man von unserem Beobachtungspunkt aus messen kann seit dem Urknall. Das ist ganz einfach Weg/Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit kann man über die Rotverschiebung und die Distanz über die Paralaxe oder die Veränderlichkeit von Sternen messen.

    Die ART hat da keinen Einfluss, denn die sagt ja nur, dass für bewegte Körper die Zeit langsamer vergeht. D.h. bei der Galaxie die sich wegbewegt hast du eine andere Zeit als bei uns, nur das interessiert uns in diesem Fall nicht. Wir betrachten ja alles von unserem Standpunkt aus.

    @Jeeves
    Das wäre jetzt ein gutes Beispiel für eine religiös/esoterische Antwort 🙂

  22. #22 Florian Freistetter
    3. März 2010

    @jeeves: “Das Universum ist genau 22.365.111.987 Jahre und zwei Monate alt. Ist nun Ruhe?”

    Ne – erst dann, wenn du erklären kannst, wie ein über 22 Milliarden Jahre altes Universum mit den diversen kosmologischen Beobachtungen zusammenpasst…

  23. #23 schlappohr
    3. März 2010

    @Ronny

    “D.h. bei der Galaxie die sich wegbewegt hast du eine andere Zeit als bei uns, nur das interessiert uns in diesem Fall nicht. Wir betrachten ja alles von unserem Standpunkt aus.”

    Genau da liegt mein Problem. Würde ein Beobachter aus einer entfernten Galaxie das gleiche Alter des Universums messen wie wir? Wenn ja, dann gäbe es doch eine Basis für eine absolute Zeit (z.B. Sekunden nach dem Urknall).
    Wenn der andere Beobachter ein anderes Alter misst, dann ergibt der Begriff “Alter des Universums” eigentlich keinen Sinn ohne Angabe des Messortes.

  24. #24 Ronny
    3. März 2010

    Wenn der andere Beobachter ein anderes Alter misst, dann ergibt der Begriff “Alter des Universums” eigentlich keinen Sinn ohne Angabe des Messortes.

    Ich bin nur ein bücherlesender Laie und somit kann ich da keine genaue Aussage machen, außer dass ich das genauso sehe. Da sieht man wieder wie wichtig es ist genau zu definieren worums geht 🙂

    Du brauchst gar nicht die ART zu bemühen, denn für jede Messung braucht man einen Bezugspunkt. Das ist für schon so selbstverständlich, dass wir es mental ausklammern. Bei einer Kugel im leeren Raum kann man nicht sagen ob sie sich bewegt oder ob sie ruht. Erst bei Vergleichen mit etwas anderem ist dies möglich (Kolission, Maßstab, Graviationsfeld usw.)

    Übringes: Ein Photon welches beim Urknall entstanden ist hat noch immer die Zeit = 0.

  25. #25 Fips der Affe
    3. März 2010

    Hallo Florian,

    etwas off topic zwar aber du hast es ja angestoßen:

    “Ein paar Jahrzehnte später hatte sich daraus die Quantenmechanik entwickelt und heute haben wir deswegen DVDs, CDs und billige Digitalkameras.” (Florian)

    Diese Aussage höre ich immer wieder wenn es um Quantenmechanik geht und wollte der Sache mal auf den Grund gehen. Aber weder CDs noch Digitalkameras funktionieren DURCH Quantenmechanik, im besten Fall kommen ihre Theorien auch dort zu Einsatz (Was ja dann irgendwie auf alle aus Atomen bestehenden Gegenstände sich aussagen ließe.). Das ist meines Erachtens aber kein Verdienst der quantenmechanischen Ingenieursleistung. Ich lasse mich aber gerne eines Besseren belehren.

    p.s. Das soll kein Bash gegen die Quantenmechanik sein, aber diese Lorbeeren stehen ihr meines Erachtens nach nicht zu.

  26. #26 Florian Freistetter
    3. März 2010

    @Fips: Um CDs lesen zu können brauchst du Laser. Und Laser gibts nur wegen der Quantenmechanik. Wo ist das Problem?

  27. #27 schlappohr
    3. März 2010

    @Fips:

    Die meisten Halbleiter-Bauelemente (z.B. die Tunneldiode, http://de.wikipedia.org/wiki/Tunneldiode) nutzen konkret quantenmechanische Effekte aus. Ohne Kenntnis und Anwendung der Quantentheorie lassen sich solche Bauelemente garnicht herstellen. Insofern gehören der QT schon die Lorbeeren. Die billigen Kameras und Handys sind allerdings eher ein Sekundäreffekt.

  28. #28 Florian Freistetter
    3. März 2010

    @schlappohr: Naja – für CCDs braucht man auch QT (Photoeffekt; Halbleiter) – also sind auch die Kameras quasi ne direkt Folge der QT (auch wenn da noch jede Menge andere wissenschaftliche Gebiete mit reinspielen).

  29. #29 Fips der Affe
    3. März 2010

    Danke schlappohr und Florian für die schnelle Antwort, ich war bisher der (wohl irrigen) Annahme, QT wäre im Status einer eher abstrakten Hypothese über die Bewegungen subatomarer Teilchen. Das es tatsächlich schon konkret zur Anwendung gekommen ist war mir neu. Ich dachte die Herstellung von Halbleitern usw. ließe sich auch ohne die QT bewerkstelligen. Wieder was gelernt. 🙂

  30. #30 schlappohr
    3. März 2010

    Ich meinte, dass die QT schon auf der Ebene der Bauelemente Verwendung findet. Um von einem CCD zu einem billigen Massenprodukt zu kommen, ist es noch ein weiter Weg, auf dem die QT dann keine große Rolle mehr spielt. Deswegen habe ich diese Produkte als “Sekundäreffekte” bezeichnet.

  31. #31 Bjoern
    3. März 2010

    @Ronny:

    Würde ein Beobachter aus einer entfernten Galaxie das gleiche Alter des Universums messen wie wir? Wenn ja, dann gäbe es doch eine Basis für eine absolute Zeit (z.B. Sekunden nach dem Urknall).
    Wenn der andere Beobachter ein anderes Alter misst, dann ergibt der Begriff “Alter des Universums” eigentlich keinen Sinn ohne Angabe des Messortes.

    Ob der Beobachter da dasselbe Alter misst wie wir, hängt davon ab, wie er sich relativ zu uns bewegt (wobei die “Bewegung von uns weg” durch die Ausdehnung des Universums da übrigens im Prinzip nix ausmacht). Zeit ist immer von der relativen Bewegung abhängig, deswegen gibt es keine “absolute Zeit”. Andererseits gilt natürlich: alle Beobachter, die relativ zueinander in Ruhe sind (wieder: “Bewegung von uns weg” durch die Ausdehnung des Universums ist irrelevant) messen dieselbe Zeit.

    Natürlich muss man im Prinzip immer den Messort (bzw. eigentlich vor allem dessen Geschwindigkeit) angeben. Allerdings spielen die typischen Geschwindigkeiten keine allzu große Rolle: aus den WMAP-Daten wissen wir, dass wir uns nur mit einigen 100 Kilometern pro Sekunde bewegen (relativ zur Quelle der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung). Verglichen zur Lichtgeschwindigkeit ist das so wenig, dass Zeitdilationseffekte da kaum eine Rolle spielen.

  32. #32 Karol Babioch
    4. März 2010

    Bjoern:
    (relativ zur Quelle der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung)

    Ich dachte, dass der “Witz” an der Hintergrundstrahlung ist, dass es gar keine “Quelle” gibt. Die kommt doch aus allen Richtungen, deswegen gibt es doch überhaupt die Bemühungen sie so genau wie nur möglich zu vermessen, um daraus Rückschlüsse auf die Beschaffenheit bzw. Geometrie unseres Universums zu ziehen.

    Das mit dem Alter des Universums in Bezug auf unsere Position (bzw. Geschwindigkeit) ist übrigens eine interessante Frage :). Gibt es denn hier einen Spezialisten in Sachen ART, der uns das zufriedenstellend beantworten kann?

  33. #33 Fauler Willi
    11. Juni 2015

    Die Frage zum Alter des Universums interessiert mich auch.

    Zeit ist, was die Uhr anzeigt. Z. B. bei starker Gravitation geht die Uhr langsamer, bei schwacher Gravitation schneller.

    Jeder Punkt im Universum hat seinen eigenen Zeitablauf. Es erscheint mir möglich, daß man in anderen Galaxien zu anderen Altersergebnissen kommt. Für einen absoluten Zeitmaßstab könnte man nur über alle Zeitpunkte des Universums integrieren. Sehr schwierig, wenn man nur einen Teil des Universums kennt…

  34. #34 Alderamin
    12. Juni 2015

    @Fauler Willi

    Da man das Alter des Universums aus unserer Sicht wissen will, reicht es, unsere Zeitbasis zu verwenden. Signifikant andere Zeitdilatationen herrschen ohnehin nur in starken Gravitationsfeldern (Schwarze Löcher, Neutronensterne) und bei hohen Geschwindigkeiten (hohe Rotverschiebung).

    Wenn man die Expansion des Universums zurück rechnet, wenn man ihre Geschwindigkeiten inkl. deren Änderungen zurückverfolgt, bis alles an einem Punkt startete, kommt man auf ein Alter gemäß unserer Uhr, egal wie langsam die Uhr der beobachteten Galaxien läuft. Es wird dabei schon berücksichtigt, dass das Licht ferner Galaxien zu einem sehr viel früheren Zeitpunkt auf den Weg ging, als heute, und dass sie sich mittlerweile längst woanders befinden (dafür gibt’s in der Astronomie die Entfernungsangabe “mitbewegte Entfernung“). Wir sehen ihre Uhren langsamer ticken, denn ihr Licht ist zu größeren Wellenlängen hin verschoben – Licht ist eine Schwingung und damit auch eine Art von Uhr.

    Aus Symmetriegründen sehen diese Galaxien uns übrigens genau so. Unsere Zeit läuft aus ihrer Sicht langsamer. Der Zeitunterschied steckt gewissermaßen in der zunehmenden Strecke zwischen ihnen und uns, denn je länger diese wird, desto mehr Lichtwellen “speichert sie zwischen”. Gewissermaßen wie ein Stausee, in den mehr Wasser hineinfließt, als abgelassen wird (weswegen der Pegel steigt).

  35. #35 Fauler Willi
    12. Juni 2015

    @Alderamin

    Vielen Dank für die prompte und ausführliche Erläuterung. Ich werde jetzt darüber nachdenken.

  36. #36 Fauler Willi
    12. Juni 2015

    @Alderamin

    Eine kleine Anmerkung habe ich nun doch noch. Was mir nicht so ganz behagt und mich etwas skeptisch stimmt:

    Bei der Altersbestimmung des Universums “extrapolieren” wir über einen gewaltigen Zeitraum von 13 Mrd. Jahren. “Extrapolieren” deshalb, weil wir den ganzen Ablauf von unserem heutigen lokalen Zustand aus betrachten und zurück rechnen. Da müssen einige stillschweigende Annahmen drinstecken in dieser Rechnung. Annahmen, die vielleicht auch falsch sein können.

    Unsere Erfahrung mit Extrapolationen ist doch eher so, daß man sich nicht zu weit über bekanntes, lokales Terrain hinauswagen sollte – weil dann die Extrapolation meistens aus irgendeinem Grund falsch wird.

    Ich bezweifle keineswegs, daß unsere heutigen Modelle und die uns vorliegenden Daten ein Alter von 13 Mrd. Jahren nach unserem irdischen, lokalen Zeitverständnis ergeben. Mein Unbehagen und meine Skepsis hat mehr eine philosophische Gewichtung: Was können wir wirklich erkennen und wo sind die Grenzen unserer Erkenntnis? Blöd dahergeredet: Wo und wie kann man ein Alter von 13 Mrd. Jahren mit der Stoppuhr nachmessen?

  37. #37 Alderamin
    12. Juni 2015

    @Fauler Willi

    Bei der Altersbestimmung des Universums “extrapolieren” wir über einen gewaltigen Zeitraum von 13 Mrd. Jahren. “Extrapolieren” deshalb, weil wir den ganzen Ablauf von unserem heutigen lokalen Zustand aus betrachten und zurück rechnen. Da müssen einige stillschweigende Annahmen drinstecken in dieser Rechnung. Annahmen, die vielleicht auch falsch sein können.

    Im wesentlichen wird nur die Isotropie und Homogenität des Universums angenommen, dass es hier genauso ist (und war) wie anderswo (in jeder Richtung).

    Dieses anderswo können wir nämlich direkt sehen. Wenn wir in die Ferne sehen, sehen wir auch in die Vergangenheit, und wir können mittlerweile bis zurück zu einer Zeit nur ein paar hunderttausend Jahre nach dem Urknall sehen. Wir können für alle Entfernungen dazwischen (abgesehen von der kurzen Periode, als es nach dem Abkühlen des Feuerballs nur neutrales Gas, aber noch keine Sterne gab) Objekte finden und ihre Entfernung und Bewegung messen (die Bewegung ist dabei nur eine scheinbare, in Wahrheit wächst der Raum zwischen ihnen und uns) und haben so eine lückenlose Kette der Entwicklung der Expansion des Universums. Wenn man die auseinander dröselt kommt man auf das Weltalter.

    Als z.B. die Dunkle Energie noch nicht entdeckt war, kam man auf 11 Milliarden Jahre, wenn ich mich recht entsinne (damals reichten die Messungen noch nicht so weit wie heute). Man fand aber auch Sterne (in Kugelsternhaufen der Milchstraße), die 13 Milliarden Jahre alt waren – das passte nicht zusammen. Dann entdeckte man, dass das Weltall sich beschleunigt ausdehnt, das heißt, früher wuchs es langsamer, also war es bei gleichen Entfernungen (der näheren Objekte) älter. Mit den heutigen 13,7 Milliarden Jahren passt das Alter zu den ältesten Sternen.

  38. #38 Fauler Willi
    12. Juni 2015

    @Alderamin

    Besten herzlichen Dank!