Ist das Universum unendlich?

Ist unser Universum unendlich groß? Was ist überhaupt Unendlichkeit und wie soll man sich das vorstellen? Darüber haben sich die Wissenschaftler schon seit der Antike Gedanken gemacht. In der Mathematik hat man mittlerweile ganz gut gelernt, mit der Unendlichkeit umzugehen. Was die Kosmologie angeht, sind aber immer noch viele Fragen offen. Die Frage nach der Unendlichkeit hängt stark mit der Form des Universums zusammen, über die wir noch nicht endgültig Bescheid wissen. Auch die Natur unseres Universums ist hier relevant: Sind wir – als Universum – alleine, oder Teil eines Multiversums? Alles interessante Fragen, über die sich hervorragend forschen und noch besser spekulieren lässt. Ideal für einen Samstagnachmittag. Zur Einstimmung habe ich hier ein schönes Video, dass die Thematik noch einmal zusammenfasst:

Dem letzten Satz dieses Videos möchte ich aber widersprechen. Ich halte es prinzipiell für durchaus möglich, dass wir in der Lage sind, auch die “letzte Antwort” zu finden – zumindest wenn es um die Frage nach der Natur des Universums geht. Ich wüsste nicht, wieso man davon ausgehen sollte, dass es nicht verstehbar sein soll…

Kommentare

  1. #1 rolak
    10. März 2012

    Oh ja, schönes Video zu interessanten Fragen, kann ich bestätigen.

    (Und falls es wieder geht: Oh, es geht!)

  2. #2 embo
    10. März 2012

    Oh je, was muss ich für ein Nerd sein, mir das Video an einem Samstagabend anzusehen
    und mich gut unterhalten zu fühlen. *seufz*

  3. #3 Christian Berger
    10. März 2012

    Das mit dem “nicht verstehbar” ist vermutlich so gemeint, dass man immer wieder neue Betätigungsfelder für Wissenschaftler findet. Ein Beispiel sind “emerging properties” die sich ja auch Grundgesetzen ergeben.

  4. #4 Neuraum
    10. März 2012

    Cooles Video. Woher stammt es? KeinTV-Logo im Bild, hört sich aber very british an.

    Was mich – auf zugegeben sehr naive Weise – interessiren würde: hat sich das Himmelsbild (von der Erde gesehen) in den letzten paar Milliarden Jahren verändert? Vielleicht sogar in Millionen Jahren? Ich meine: das Licht von irgendwelchen Sternen erlöschen bzw. von neuen Sternen unseren Planeten erreicht?

  5. #5 rolak
    10. März 2012

    N’Abend Neuraum, das stammt aus der mittlerweile 19teiligen Serie “Cosmic Journeys” aus dem SpaceRip-Kanal.

  6. #6 Ludger
    10. März 2012

    [...]
    Ich halte es prinzipiell für durchaus möglich, dass wir in der Lage sind, auch die “letzte Antwort” zu finden – zumindest wenn es um die Frage nach der Natur des Universums geht. Ich wüsste nicht, wieso man davon ausgehen sollte, dass es nicht verstehbar sein soll…

    Bisher scheint es ja wohl so zu sein, dass die Zahl der offenen Fragen stärker zunimmt als die Zahl der wissenschaftlich fundierten Antworten. Die Ansicht, Physik sei ein aussterbendes Fach, weil alle physikalischen Fragen in absehbarer Zeit beantwortet seien, ist ja wohl ein Irrtum aus der Mitte des letzten Jahrhunderts. Was also macht Dich so optimistisch?

  7. #7 Florian Freistetter
    10. März 2012

    @Ludger: “Was also macht Dich so optimistisch? “

    Ich hab nicht behauptet, das wir die letzte Frage schon nächste Woche beantworten. Aber ich verstehe nur nicht, warum man davon ausgehen sollte, dass man sie prinzipiell nicht beantworten kann. Vielleicht dauert es 100 Jahre oder 1000 oder hunderttausend Jahre… vielleicht noch länger. Aber warum soll es Fragen über das Universum geben, die prinzipiell nicht beantwortbar sind?

  8. #8 Ludger
    10. März 2012

    @ Florian Freistetter· 10.03.12 · 20:48 Uhr

    prinzipiell

    Na ja, da muss ich wohl prinzipiell antworten (und das aus dem Stegreif, hoffentlich geht es nicht schief): Weil man zum Beispiel keine unendlich großen Teilchenbeschleuniger bauen kann.

  9. #9 Florian Freistetter
    10. März 2012

    @Ludger: “Weil man zum Beispiel keine unendlich großen Teilchenbeschleuniger bauen kann. “

    Das impliziert, das man unbedingt Teilchenbeschleuniger braucht, um das Universum zu verstehen.

  10. #10 Ludger
    10. März 2012

    @ Florian Freistetter
    Mit welchen anderen Methoden will man denn mathematische Modelle zum Thema prinzipiell falsifizieren können? Wenn aber irgendwas prinzipiell nicht durch ein Experiment falsifiziert werden kann, ist es keine Physik mehr sondern Philosophie oder Glaube.

  11. #11 Florian Freistetter
    10. März 2012

    @Ludger: “Mit welchen anderen Methoden will man denn mathematische Modelle zum Thema prinzipiell falsifizieren können?

    Wer weiß, was den Leuten in 100000 Jahren so alles einfällt. Mir jedenfalls fällt kein vernünftiger Grund ein, warum man unbedingt einen Teilchenbeschleuniger braucht. Oder warum der unendlich groß werden muss. Es geht um die Energie, die man reinsteckt, nicht um die Größe.

  12. #12 roland
    10. März 2012

    …danke Florian, jetzt hast du mein Wochenende versaut;-) Immer wenn ich über die Frage nachdenke oder die Frage was dahinter kommt, dreh ich fast durch.

    Allerdings kam heute dein Buch über 2012 bei mir an und ich fang nun schnell an zu lesen. Vielleicht vergesse ich dann diese Frage.

  13. #13 Herbärt
    10. März 2012

    Nun ja, – ich denke, dass man Fragen zwar beantworten kann, – aber wenn alle Fragen beantwortet sind, wieder neue Fragen auftauchen. It`s a never ending story.

  14. #14 Neuraum
    10. März 2012

    @rolak Danke!

  15. #15 Ludger
    10. März 2012

    Florian Freistetter·10.03.12 · 21:14 Uhr
    [...] Es geht um die Energie, die man reinsteckt, nicht um die Größe.

    Ja. Aber auch die beobachtbaren Prozesse zum Beispiel in Supernovae haben eine begrenzte Energie, die auf der Erde durchführbaren Experimente sowieso. Warum glaubst Du, dass alle (!) offenen Fragen sich innerhalb eines begrenzten Energiebereiches beantworten lassen? siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Stringtheorie#Experimentelle_.C3.9Cberpr.C3.BCfung_der_Stringtheorie

  16. #16 Florian Freistetter
    10. März 2012

    @Ludger: “Warum glaubst Du, dass alle (!) offenen Fragen sich innerhalb eines begrenzten Energiebereiches beantworten lassen?”

    Weil das Universum real ist und es in der Realität keine Unendlichkeiten gibt.

  17. #17 bojenberg
    10. März 2012

    Vor allem gefällt mir die Präsentation, da sie nicht so krawallig und MTV-Clip mäßig daher kommt (ältere wissen was ich meine) wie die meisten Discovery-Folgen aus US-Produktion zu dem Thema! Auch fehlen die ätzenden Wiederholungen, die den elend langen Werbeunterbrechungen, wenn auch raus geschnitten, geschuldet sind. Sehr schön! :-)

  18. #18 Butz
    11. März 2012

    Naja bezüglich der “letzten Antwort” gibt es ja Gödels Unvollständigkeitssatz der schon Stephen Hawking vom Glauben an eine “Theory of Everything” abgebracht hat.

  19. #19 rolak
    11. März 2012

    Ebenfalls mein Hauptmäkelpunkt, bojenberg, der Krawall kann noch durch Leisedrehen abgewürgt werden, nichts dergleichen steht aber für die hektische Schnittfolge zur Verfügung und insbesondere nicht für diese endlosen Wiederholungen (die gefühlt die Hälfte des Produktes ausmachen) – da komme ich mir immer so für blöd verkauft vor. Wie diese Radiosender, die ihre wohl als Alzheimerkandidaten eingeschätzten Hörer spätestens alle 5′ mit einem ewig gleichen ‘hier ist Radio Sonstwas’ daran erinnern, welchen Sender sie gerade hören…

    In dem Falle zieht Gödel nicht so ganz, Butz, da es um ein zusammenfassendes Modell des Geschehens im Universum geht, nicht um die letztendliche Erklärung eines jeden Geschehens. Im Gegensatz zur Mathematik (die schon eher dem Satzthema ‘formales System’ genügt) sitzt am unteren Ende nämlich der große, echte Zufall, der den Versuch einer allumfassenden exakten Beschreibung verhindert. ‘Genau’ geht bei gröberer Betrachtung immer, doch es wird zB nie ein exakter Zerfallszeitpunkt für ein einzelnes, radioaktives Atömchen angegeben werden können. Doch da ist weniger Gödel relevant, mehr Bell.

  20. #20 ulfi
    11. März 2012

    Ich muss zugeben, dass ich eher skeptisch bin, ob wir jemals Fragen wie diese beantworten werden. Es gibt dafür zu viele theoretische Resultate aus der Physik, die dagegen sprechen. Im Grunde sind aber die physikalischen Resultate direkte Konsequenz aus der mathematischen Erkenntnis, dass:

    “Die Konsistenz eines Systems von Axiomen ist nicht aus dessen Axiomen ableitbar”
    (Vulgo: Nur, wenn man ein System von außen betrachtet, kann man es verifizieren)

    Wir können Theorien aufstellen, die es nahe legen, dass das Universum endlich ist oder nicht. Aber da die Theorien nur auf Beobachtungsdaten basieren, die sich zwingend auf einen endlichen Radius beschränken müssen, können wir niemals verifizieren, dass das Universum wirklich unendlich ist.

    Auch die Frage eines Multiversums lässt sich nur von außerhalb unseres Universums nachweisen: Die Antwort auf die Frage ist der Fund von mindestens einem anderen Universum.

  21. #21 Thomas Vollmer
    11. März 2012

    Puh, jetzt habe ich angefangen darüber nachzudenken und schon qualmt der Kopf…
    In welche Richtung soll eine solche “letzte Frage” gehen? Ich denke da zuerst Richtung GUT. Eine große vereinigte Theorie sollte es doch ermöglichen zumindest theoretisch alle weiteren wissenschaftlichen Fragen zu beantworten. Aber haben nicht alle Teilchen im Universum untereinander eine, wenn auch noch so kleine, Wechselwirkung? Dann müsste man auch alle Teilchen in die GUT einsetzen, um damit tatsächlich alle weiteren Fragen beantworten zu können.
    Der Kopf qualmt!

  22. #22 Alderamin
    11. März 2012

    Neuraum·
    10.03.12 · 20:03 Uhr

    Was mich – auf zugegeben sehr naive Weise – interessiren würde: hat sich das Himmelsbild (von der Erde gesehen) in den letzten paar Milliarden Jahren verändert? Vielleicht sogar in Millionen Jahren? Ich meine: das Licht von irgendwelchen Sternen erlöschen bzw. von neuen Sternen unseren Planeten erreicht?

    Meine Antwort kommt ein bisschen spät, aber da auf diesen Teil der Frage anscheinend noch niemand geantwortet hat:

    Definitiv ja! Die Sterne haben eine Eigenbewegung. Ich habe mal in einem Buch gesehen, wie der Große Wagen vor 50000 Jahren aussah und in 50000 Jahren aussehen wird, und in beiden Fällen hatte er sich erheblich verändert. Die Sternbilder sind vergänglich.

    Über Millionen Jahre entstehen und vergehen einige Sterne, die hellsten blau-weißen Sterne im Orion leben z.B. nur ein paar Millionen Jahre lang. In 1 Million Jahren wird Beteigeuze, der rote Stern oben links im Orion, mit Sicherheit nicht mehr da sein.

    Über Milliarden Jahre schließlich kreisen die Sterne mehrfach um die Milchstraße herum und bewegen sich auch die Galaxien, dehnt sich das Weltalter sprübar aus. Die Sonne ist einst, wie alle Sterne, in einem Sternhaufen entstanden; die Februar-Sky&Telescope enthielt einen Artikel, in dem darüber spekuliert wurde, wie groß der gewesen sein muss, damit die Planeten einerseits nicht bei sternbegegnungen verloren gehen und andererseits ein paar nahe Supernovae für schwere Elemente sorgen konnten, und ob es diesen Sternhaufen noch gibt. Der Sternhaufen M67 im Krebs kommt von Alter, Größe und Metallgehalt hervorragend hin (die sonnenähnlichsten Sterne hat man genau dort gefunden), aber die Chance, dass die Sonne in ihm entstanden ist, ist trotzdem sehr klein. Meistens lösen sich solche Sternhaufen nach ein paar hundert Millionen Jahren durch die Scherkräfte der Milchstraße auf. Wahrscheinlich haben sich die Geschwister der Sonne weit um die Milchstraße herum verteilt.

    In rund 5 Milliarden Jahren könnte übrigens die Andromedagalaxie mit der Milchstraße kollidieren und sich mit ihr zu einer großen elliptischen Galaxie vereinigen. Dabei stoßen zwar keine Stern zusammen, aber alles wird mächtig durcheinandergewirbelt, die Spiralstruktur geht verloren, Sterne werden herauskatapultiert und aus kollidierenden Gaswolken werden neue Sterne entstehen. Das ganze passiert wegen der großen Entfernungen allerdings sozusagen in Superzeitlupe; die dann lebenden Wesen werden den Himmel als genau so statisch erleben, wie wir jetzt, aber es wird ein völlig anderer Himmel sein.

  23. #23 Alderamin
    11. März 2012

    Ich glaube nicht, dass wir die Chance haben werden, die “letzte Frage” zu beantworten. Wir können nur so weit sehen, wie unsere Mittel es erlauben. Es wurde schon erwähnt, dass wir möglicherweise nie Erkenntnis darüber erlangen, ob es noch andere Universen gibt. Die Theorie, die wir entwickeln, mag das nahe legen, aber das ist noch kein Nachweis. Vielleicht äußert sich die Schwerkraft eines Nachbar-Universums bei uns, und wir können ein solches als wahrscheinliche Ursache ermitteln. Vielleicht aber auch nicht.

    Ebenso geht es uns mit dem Allerkleinsten. Um bis zur Planck-Länge aufzulösen braucht es, wie ich mal gelesen habe, einen Beschleuniger von der Größe der Milchstraße. Wir können vielleicht ein paar Aspekte der Stringtheorie eines Tages experimentell verifzieren, aber niemals einen String auflösen. Wir werden eine Beschreibung der Natur finden, die den Bereich, den wir messen und beobachten können, vollständig erklärt, möglicherweise mit ein paar Konstanten, die wir lediglich als gegeben hinnehmen werden müssen, aber wir können nicht ausschließen, dass es im Allerkleinsten nicht noch Effekte gibt, die wir nicht messen können und die vielleicht für die Herkunft der Konstanten wichtig sind.

    Was über den messtechnisch erfassbaren Bereich hinausgeht, bleibt dann Spekulation. Unphysikalisch, könnte man sagen.

  24. #24 ähm
    11. März 2012

    Zum Thema Unendlichkeit habe ich vor ein paar Tagen das Buch “Unendlichkeiten” vom Heuser fertig gelesen. Auch wenn Astronomie nur in den griechischen Diskussionen auftaucht, wollte ich es hier einmal empfehlen.
    Cooles Video!

  25. #25 Tobex
    11. März 2012

    Zu glauben dass wir niemals alles verstehen können, ist doch nur ein Blick auf die aktuelle Situation. Betrachtet man den Verlauf der Entwicklung, nicht mit heutigen sondern vergangener “Augen”, sollte doch klar sein dass dies durchaus möglich ist.

    Das, für mich, “schönste” der Clarkeschen Gesetze:

    „Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu unterscheiden.“
    Arthur C. Clarke

    http://de.wikipedia.org/wiki/Clarkesche_Gesetze

  26. #26 Alderamin
    11. März 2012

    Tobex·
    11.03.12 · 11:39 Uhr

    Zu glauben dass wir niemals alles verstehen können, ist doch nur ein Blick auf die aktuelle Situation. Betrachtet man den Verlauf der Entwicklung, nicht mit heutigen sondern vergangener “Augen”, sollte doch klar sein dass dies durchaus möglich ist.

    Wir sind beschränkt durch Raum, Zeit und die Energie, die wir beherrschen können. Die bestimmen die Grenzen unserer Erkenntnisfähigkeit.

  27. #27 Neuraum
    11. März 2012

    @Alderamin Danke für die Ausführung!

  28. #28 Tobex
    11. März 2012

    @Alderamin

    Das ist richtig.. im Moment.

    Wir waren in der Vergangenheit schon so oft beschränkt.. ohne das es so geblieben ist.
    Sicher! Das war auch alles innerhalb Raum, Zeit und Energie.

    “Das wir diese Beschränkung überwinden kann ich mir nicht vorstellen!”
    So gesprochen wäre es ja wieder nur ein Blick auf die aktuelle Situation des Wissens ohne aus der Vergangenheit eine Lehre zu ziehen.

  29. #29 ulfi
    11. März 2012

    Tobex:
    Allerdings wissen wir heute schon aus der Mathematik, dass es absolute, theoretisch unüberwindbare Hürden gibt. Egal was in der Zukunft kommt: wir können uns diesen Hürden immer weiter nähern, aber wir kommen niemals darüber hinaus. Das Unterscheidet uns eben von vielen vorhergehenden Generationen: wir wissen inzwischen so viel, dass wir sagen können, was maximal möglich ist.

    Ein konkretes Beispiel: Du wachst in einem fensterlosen Raum auf. Auf die Frage: “bewegt sich der Raum gleichförmig in eine Richtung oder ist er still?” könntest du nur raten. Auf einen gleichförmig bewegten Körper wirkt keine Kraft. Wir bemerken nicht die Bewegung, sondern nur die Beschleunigung Und die ist bei der gleichförmigen Bewegung 0. Du kannst im inneren dieses Raums also forschen so lange und so viel du willst, die beiden Zustände (Bewegung und Stillstand) sind für dich nicht unterscheidbar. Unser Universum ist nichts anderes als ein solcher Raum.

    Also: bewegt sich das Universum gleichförmig oder steht es still?

  30. #30 Thomas
    11. März 2012

    Wenn ich mich an meine Vorlesungen über Wissenschaftstheorie richtig erinnere (war schon vor langer Zeit), gibt es schon Fragen die Wissenschaft nicht beantworten kann. Sie kann nämlich nicht beweisen, daß es etwas nicht gibt. So gesehen kann die Wissenschaft nicht beweisen, daß das Universium keine Grenzen hat.

    Täuschen mich da meine Erinnerungen an Popper und andere?

  31. #31 I.C. Wiener
    11. März 2012

    42

  32. #32 S. K. Paden
    11. März 2012

    Irgendwie finde ich es enttäuschend, dass einige hier die Einsicht in eine absolute Unmöglichkeit postulieren.
    Es mag ja sein, dass das Universum wie ein fensterloser Raum ist und ich drin sitze und es mir völlig unmöglich ist, zu erforschen, ob sich der Raum nu bewegt oder nicht. Aber ich finde es nicht okay, grundsätzlich zu behaupten, dass es nie und nimmer eine Möglichkeit geben wird, das Innen zu verlassen oder zumindest ein Fenster nach draußen zu schaffen. Auch dann nicht, wenn ich von meinem heutigen Standpunkt aus gesehen nicht mal in der Lage bin, die Wand zu finden, in die ich ein Fenster schlagen kann.
    Außerdem ist die Antwort auf die letzte aller Fragen schon sein langem bekannt: sie lautet 42, nicht wahr?

  33. #33 Noblinski
    11. März 2012

    Es wäre doch aber folgendes zu klären: Wenn man mit einer genügend aufwändigen Computersimulation alles so modellieren kann, wie man es heute beobachtet – ob das dann die letzte und endgültige Erkenntnis ist? Oder darf man dann immer noch behaupten, es gäbe darüber hinaus noch mögliche wissenschaftliche Sachverhalte, die unentdeckt geblieben sind?

  34. #34 Tobex
    11. März 2012

    Zum Thema: “fensterloser Raum” hab ich da mal einen Link:

    http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/wissenschafts-dossiers/tid-24024/ungeloeste-raetsel-des-alls-rotiert-unser-universum-um-die-achse-des-boesen_aid_678693.html

    Hier gehts darum dass man versucht ohne den Blick von außen zu verstehen wie das Universum aufgebaut ist bzw sich sogar bewegt.
    Ich bin leider nicht tief genug im Thema drin um dem Inhalt des Artikels eine Wertung zu geben.

    Was mir immer wieder auffällt ist das bei den Postings auf aktuelles Wissen verwiesen wird um die Unmöglichkeit zu zeigen. Aber dieses Wissen kann sich jeden Augenblick ändern.

    Denken wir zum Beispiel an die Tatsäche dass bis vor ein paar Wochen noch die Möglichkeit im Raum stand dass es doch etwas gibt was schneller als Licht unterwegs ist.
    Sicher, es ist nicht so.. aber nur mal angenommen, es hätte sich tatsächlich eine Ausnahme gezeigt, dann wäre plötzlich so vieles anders. Wer weiß was wir noch nicht wissen.

    Gerade das wissenschaftliche Denken unterscheidet sich zu anderen (a)theistischen Denkweisen in der Tatsache das Dinge die wir heute wissen morgen schon anders sein können!

  35. #35 Alderamin
    11. März 2012

    Noblinski·
    11.03.12 · 15:10 Uhr

    Es wäre doch aber folgendes zu klären: Wenn man mit einer genügend aufwändigen Computersimulation alles so modellieren kann, wie man es heute beobachtet – ob das dann die letzte und endgültige Erkenntnis ist? Oder darf man dann immer noch behaupten, es gäbe darüber hinaus noch mögliche wissenschaftliche Sachverhalte, die unentdeckt geblieben sind?

    Natürlich darf man das behaupten. Wenn unsere Messtechnik feiner wird, dann kann es sich herausstellen, dass unsere Modelle nicht mehr exakt sind. Siehe Newton und Einstein. Wir werden immer unsere messtechnischen Grenzen haben, und über das, was jenseits dieser liegt, keine Gewissheit haben.

    Wie es Lawrence Krauss in seinem letzten Buch erklärt, werden z.B. die Astronomen in einigen Billionen Jahren nicht mehr feststellen können, dass es außerhalb der Galaxis noch andere Galaxien gibt und dass sich das Weltall ausdehnt. Das wird alles jenseits ihres Beobachtungshorizonts liegen, andere Galaxien sind bis dahin längst dahinter verschwunden und die Rotverschiebung der kosmischen Hintergrundstrahlung wäre so groß, dass sie in der Strahlung der Galaxis völlig untergehen würde. Die ursprüngliche Zusammensetzung des primordialen Gases wäre völlig verwischt durch die vorangegangen Sternengenerationen. Die Astronomen dieser Zeit werden auf dem Erkenntnisstand der Kosmologie des späten 19. Jahrhunderts stehengeblieben sein.

    Wir wissen heute mehr, als jene Astronomen jemals herausfinden können. Wir können nur darüber spekulieren, ob unser Erkenntnishorizont nicht ebensolche Beschränkungen hat.

  36. #36 Christian 2
    11. März 2012

    Wissenschaft ist immer nur eine Annäherung an die Realität. Wäre die Realität 1 zu 1 mit der Mathematik identisch, so hätten wir es ja mit einer virtuellen Simulation zu tun. Nur ist die Realität eben noch komplexer, als man sie mittels mathematischem Verständnis erklären könnte. Und das ist auch gut so.

    Man sieht es an der Relativitätstheorie. Sie ist hinreichend genau, um damit zu arbeiten. Aber sie entspricht auch nie zu 100% der Realität, sondern beschreibt diese nur besonders exakt, mit minimalen Abweichungen. Aber genau diese Abweichungen sind es doch, die uns von der allumfassenden Erkenntnis trennen.

    Andererseits ist es so, das die Welt, betrachtet man sie aus der Sicht eines Quantenphysikers sich nie 100%tig exakt beschreiben lässt.
    Die Grenzen haben wir auf der Ebene kleinster Teilen möglicherweise längst erreicht, oder stehen kurz davor diese zu erreichen.

    Ich persönlich glaube nicht, das wir jemals alles verstehen. Dazu ist unser Erkenntnishorizont dann doch zu beschränkt. Wir sehen es daran wie schwer wir uns damit tun, unlogische Zusammenhänge in der Quantenphysik zu verstehen. Hier geht Wissenschaft längst über das natürliche Verständnis des Menschen hinaus.

    Wir können uns aber immer nur auf das beschränken, was wir verstehen. Sonst werden wir möglicherweise wahnsinnig, oder treten auf der Stelle und kommen kaum vorran.

  37. #37 Alderamin
    11. März 2012

    @Christian 2

    Genau. Nehmen wir mal eine Fliege. Die wird nie verstehen, warum sie nicht durch eine Fensterscheibe fliegen kann.

    Oder ein Hund. Der wird niemals rechnen lernen.

    Wir sind da schon ein bisschen weiter, aber sind wir wirklich

    Blockquote

    , im wahrsten Sinne des Wortes? Vielleicht bauen wir uns mal Maschinen, die schlauer sind als wir. Oder manipulieren die eigene Hirnentwicklung. Vielleicht bomben wir uns aber auch eines Tages in die Steinzeit zurück, wenn jeder Schurkenstaat heutzutage nach der Atombombe strebt, oder rotten uns mit einer Biowaffe aus. Es ist längst nicht ausgemacht, dass unser Wissen ewig weiter wächst.

    Ich hab’ mal in Richard Gott’s Buch “Zeitreisen in Einsteins Universum” über seine nicht unumstrittene Doomsday-These gelesen, mit der den Mauerfall vorhergesagt hat. Er gibt uns noch zwischen 5100 und 7,8 Millionen Jahre.

  38. #38 Alderamin
    11. März 2012

    Ups, da hat Greasemonkey bei der Italic-Funktion mal wieder gespinnt… also nochmal…

    @Christian 2

    Genau. Nehmen wir mal eine Fliege. Die wird nie verstehen, warum sie nicht durch eine Fensterscheibe fliegen kann.

    Oder ein Hund. Der wird niemals rechnen lernen.

    Wir sind da schon ein bisschen weiter, aber sind wir wirklich der Weisheit letzter Schluss, im wahrsten Sinne des Wortes? Vielleicht bauen wir uns mal Maschinen, die schlauer sind als wir. Oder manipulieren die eigene Hirnentwicklung. Vielleicht bomben wir uns aber auch eines Tages in die Steinzeit zurück, wenn jeder Schurkenstaat heutzutage nach der Atombombe strebt, oder rotten uns mit einer Biowaffe aus. Es ist längst nicht ausgemacht, dass unser Wissen ewig weiter wächst.

    Ich hab’ mal in Richard Gott’s Buch “Zeitreisen in Einsteins Universum” über seine nicht unumstrittene Doomsday-These gelesen, mit der den Mauerfall vorhergesagt hat. Er gibt uns noch zwischen 5100 und 7,8 Millionen Jahre.

  39. #39 Tobex
    11. März 2012

    @Alderamin

    Da sprichst du etwas ganz Wichtiges an.

    Der Mensch ist vermutlich kurz davor die eigene Evolution zu steuern.
    Wenn wir in den nächsten Jahrzehnten die Gene besser verstanden haben können unter Umständen menschliche Fähigkeiten verändert werden.

    Denkbar wären auch Schnittstellen über die dem Gehirn technische Unterstützung gegeben werde könnte.

    In all diesen Bereichen gibts es ernsthafte Forschungen, welche sowohl für militärische als auch medizinische Zwecke vorrangetrieben werden.

    Vielleicht sind die Menschen in 1000 Jahren mit denen von heute nicht mehr vergleichbar… anders als jetzt, wo der Unterschied zu unseren Urahnen nur sehr gering ist.

  40. #40 Arcy
    11. März 2012

    Ich halte unseren derzeitigen Kenntnisstand nicht für so perfekt, jetzt schon das Ende der Möglichkeiten einschätzen zu können. Ich glaube an die Wissenschaft :)

    Nehmen wir mal eine Fliege. Die wird nie verstehen, warum sie nicht durch eine Fensterscheibe fliegen kann.

    So in etwa sehe ich das zwar auch. Aber 1. fehlen Ihr unsere Neugierde und unser Ideenreichtum, 2. gibt es Evolution.

    … die Astronomen in einigen Billionen Jahren …

    Puh, da haben wir ja noch ein paar Tage Zeit. Wie viele BILLIONEN Jahre ist unser Universum derzeit doch gleich alt ?-)

    Also falls es “uns Menschen” bis dahin noch gibt, sind Raum und Zeit längst keine Beschränkungen mehr.

  41. #41 Alderamin
    11. März 2012

    Arcy·
    11.03.12 · 17:56 Uhr

    “Nehmen wir mal eine Fliege. Die wird nie verstehen, warum sie nicht durch eine Fensterscheibe fliegen kann.”

    So in etwa sehe ich das zwar auch. Aber 1. fehlen Ihr unsere Neugierde und unser Ideenreichtum, 2. gibt es Evolution.

    Es ging um die Beschränktheit der geistigen Möglichkeiten einer bestimmten Gattung, und dass wir auch einer solchen Beschränkung unterliegen könnten. Nach weiterer Evolution sind “wir” dann ja auch keine Menschen mehr.

    … die Astronomen in einigen Billionen Jahren …Puh, da haben wir ja noch ein paar Tage Zeit. Wie viele BILLIONEN Jahre ist unser Universum derzeit doch gleich alt ?-)

    0,01375 Billionen Jahre.

    Also falls es “uns Menschen” bis dahin noch gibt, sind Raum und Zeit längst keine Beschränkungen mehr.

    Ich (und Krauss) sprach nicht von “uns Menschen” sondern von “Astronomen”. Dass es dabei nicht um Menschen gehen kann, sei, dachte ich, auch ohne Erläuterung klar. Zumal unsere Erde in 0,0009 Billionen Jahren wegen der Helligkeitszunahme der Sonne schon unbewohnbar für höhere Lebewesen sein wird. Aber auch dann wird es uns wohl schon ein paar hundert Millionen Jahre nicht mehr geben. Es gibt aber noch genug Sterne, die in ein paar Billionen Jahren bewohnte Planeten beleuchten könnten. Ist für das Argument aber auch nebensächlich.

    Aber Raum und Zeit als Beschränkung wird es auch in Zukunft geben, für wen auch immer, der dann noch existiert.

  42. #42 JK
    11. März 2012

    Ist unser Universum unendlich groß?

    Wie ist das eigentlich anders herum, gibt es im Universum auch unendlich Kleines? Oder hört die Teilbarkeit des Raumes irgendwann auf?

  43. #43 Ludger
    11. März 2012

    Wie ist das eigentlich anders herum, gibt es im Universum auch unendlich Kleines? Oder hört die Teilbarkeit des Raumes irgendwann auf?

    Soweit ich weiß Planck-Länge (ca. 10^-35 m) http://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Skala

  44. #44 rolak
    11. März 2012

    Nun, um es flapsig zu formulieren, JK: Die Plancklänge ist ja erst mal eher eine praxis­bezogene Größe, á la ‘kleiner brauchen wir nicht’.
    Wie es um die Granularität der Raumzeit steht, ist afaik offenes Diskussionsgelände. Da wird noch mengenweise Coffein in Erkenntnis transformiert ;-) Zum Ausgleich gibt es dann phantasieanregende Konzepte (p111ff).

  45. #45 Christian2
    11. März 2012

    Das Problem im Kleinsten ist, das wir es nur noch über Umwege überprüfen können. Die Planck- Länge ist eine Größe, die wir niemals zu Gesicht bekommen.

    Die Stringtheorie, die sich auf solchen Skalen abspielen soll ist deswegen nicht überprüfbar, weil die Strings eben theoretisch so winzig sind, das man bestenfalls physikalische Nebeneffekte als Indiz für die Stringtheorie finden kann.
    Bis heute gibt es diese nicht was zeigt wie schwierig es ist, hier noch fundamental Neues zu entdecken.

    Im Kleinsten gilt die Quantenwelt als untere Grenze für unser logisches Verständnis. Und das ist ein großes Problem. Denn wie will man etwas verstehen, was man nicht verstehen kann?

    Im Makrokosmos hingegen liegt die Grenze im Bereich dessen, was unsere Teleskope an weitentferntesten Objekten im Universum ausmachen können.

    Darüber hinaus sind die Erklärungsmodelle von Multiversen usw. noch völlig theoretische und bis heute unbewiesene Modelle. Alles außerhalb vom sichtbaren Mikro- und Makrokosmos bleibt uns vorerst verschlossen.
    Es sei denn wir finden wiederum Hinweise auf theoretische Annahmen z.B. im Verhalten bestimmter Objekte bzw. physikalische Gegebenheiten, die Rückschlüsse nach sich ziehen um gewisse Theorien zu untermauern. Daraus entwickeln sich dann ganze Weltbilder.

    Und das macht es so schwierig, heute fundamental neues zu entdecken. Die Energien im Cern sind gewaltig, aber möglicherweise doch nicht ausreichend um die Welt im Kleinsten zu erklären. Und auch die Teleskope werden immer größer, um noch mehr sehen zu können.

    Die Hinweise sind rar, man braucht Geduld und muss mittlerweile viele Mio. investieren, um noch einen Schritt weiter zu kommen und die Geheimnisse des Universums zu lüften.

    Ob das Universum unendlich groß oder klein ist, wissen wir nicht. Im Kleinsten wie auch im Größten gibt es jedenfalls für uns Menschen natürliche Grenzen, die wir mit größten Anstrengungen versuchen, zu erweitern oder zu umgehen.

    Das kann natürlich irgendwann zu revolutionär neuen Entdeckungen führen, die unsere Welt verändern. Ob damit dann aber alles geklärt ist und die Wissenschaft der Zukunft die Antwort auf alle Fragen hat, wage ich zu bezweifeln.

  46. #46 StefanL
    12. März 2012

    die “letzte Antwort” … zumindest wenn es um die Frage nach der Natur des Universums geht.

    Warum soll denn die Anzahl der Fragen zur “Natur des Universums” endlich sein? Jede Frage im oder zum Universum gehört doch wohl zur “Natur des Universums” – oder? Die “letzte Antwort” im Sinne “das erklärt dann Alles”? Also auch sich selbst? Aber im Prinzip tautologisch soll es nicht sein?

  47. #47 Arcy
    12. März 2012

    Es ging um die Beschränktheit der geistigen Möglichkeiten einer bestimmten Gattung, und dass wir auch einer solchen Beschränkung unterliegen könnten. Nach weiterer Evolution sind “wir” dann ja auch keine Menschen mehr.

    So hatte ich es auch aufgefasst, und dem ja zugestimmt. Ich zweifel eigentlich nicht daran, dass es Dinge gibt, die wir nicht verstehen können. Jedoch sind wir sehr einfallsreich. Wir können uns Hilfsmittel schaffen, die uns Dinge näher bringen, welche uns ‘eigentlich’ verschlossen sind. Nicht nur unserer Wahrnehmung, auch unserem Intellekt. Niemand kann sich einen n-dimensionalen Raum vorstellen, aber trotzdem können wir damit arbeiten.

    Und dass wir nach weiterer Evolution keine Menschen mehr sind, bezweifle ich auch nicht, ich hab es ja selber in ” gesetzt. Aber ich denke schon, dass wir uns recht weit entwickelt und relativ viel “geleistet” haben. Wenn sich der Mensch weiter entwickelt, so glaube ich, dass uns Nachfolgende auf unseren Grundlagen aufbauen. Das reicht mir, um in diesem Zusammenhang weiterhin von “uns Menschen” zu sprechen.

    Ich sprach nicht von “uns Menschen” sondern von “Astronomen”

    Schon klar. Aber einige Billionen Jahre, nun wie soll ich sagen, bis dahin werden halt noch wirklich sehr sehr viele Dinge geschehen.

    Jedenfalls bleib ich dabei, wenn es “uns” in Billionen von Jahren noch gibt, wenn es überhaupt eine intelligente Gattung geben sollte, die derart lange existiert, sich weiterbildet, weiterentwickelt, … mein GOTT, allein die Vorstellung…

  48. #48 Tetsuo
    12. März 2012

    Na also dass das Universum nicht unendlich sein kann,hat ja schon Olbers bewiesen. Die anderen Fragen finde ich aber dennoch spannend,aber ich denke auch,dass sie nicht “unbeantwortbar” sind.Allerdings ist es anscheind tatsächlich so,dass für jede Antwort,die ein Astronom dem Universum abringt,sich für ihn/sie sogleich zwei neue Fragen auftun.Die Form des Universums müsste demnach die der Hydra sein^^

  49. #49 Alderamin
    12. März 2012

    @Tetsuo

    a also dass das Universum nicht unendlich sein kann,hat ja schon Olbers bewiesen.

    Hat er nicht. Sein Argument gilt nur für Universen ohne Rotverschiebung, mit unendlichem Alter (oder unendlicher Lichtgeschwindigkeit), die nicht fraktal strukturiert sind. In unserem Universum gibt es einen Horizont, die kosmische Hintergrundstrahlung, über die wir nicht hinaussehen können. Weil wir beim Blick in die Ferne gleichzeitig in die Vergangenheit sehen, können wir nur bis zu dem Zeitpunkt sehen, als das Weltall “durchsichtig” wurde (vorher war es ein heißes Plasma, in etwa wie die Sonnenoberfläche, da kann man nicht hindurchschauen).

    Da außerdem die Wellenlänge des Lichts mit zunehmender Entfernung gegen unendlich strebt, könnten wir auch ohne Hintergrundstrahlung nicht viel weiter schauen. Das heißt jedoch nicht, dass dahinter keine Galaxien mehr sind, nur kann uns ihr Licht nicht erreichen oder hat uns noch nicht erreicht. Und deswegen funktioniert Olbers Argument nicht.

    Wir wissen nicht, ob das Weltall unendlich groß ist, oder nicht, aber wie im Film gesagt wird, rechnet man damit, dass es wenigsten 10^23-mal größer sein könnte als das, was wir überblicken. Dies ergibt sich aus der Theorie der kosmischen Inflation.

  50. #50 Alderamin
    12. März 2012

    @Arcy

    Jedenfalls bleib ich dabei, wenn es “uns” in Billionen von Jahren noch gibt, wenn es überhaupt eine intelligente Gattung geben sollte, die derart lange existiert, sich weiterbildet, weiterentwickelt, … mein GOTT, allein die Vorstellung…

    Es muss ja nicht so sein, dass die Astronomen in ein paar Billionen Jahren einer Rasse angehören, die von heute an überlebt hat, ihr Planet könnte ja auch erst ein paar Milliarden Jahre zuvor entstanden sein. Oder das Leben hat sich dort viel langsamer entwickelt. Die wenigsten Sterne können so alt werden, eigentlich nur Rote Zwerge, aber so lange noch Materie im All herumfliegt, kann immer noch hin und wieder ein Stern entstehen.

    Der Kernpunkt des Arguments von Lawrence Krauss war aber lediglich, aus den in ein paar Billionen Jahren zur Verfügung stehen Beobachtungsergebnissen kann nicht mehr geschlossen werden, dass die Beobachter in einem expandierenden Universum mit zahlreichen Galaxien leben. Alle Beobachtungen wären konsistent mit einem Weltall, das nur aus einer einzigen Galaxie besteht. Dies zeigt, dass es in jener Zeit unmöglich sein wird, sich ein reales Bild von der Welt zu machen. Und wir wissen nicht, ob wir heute nicht vielleicht in einer ähnlichen Situation leben und werden es auch nie erfahren.

  51. #51 Tetsuo
    12. März 2012

    Also ich fand/finde seine Argumente durchaus interessant,aber ich gebe dir Recht…Aber eines seiner Argumente besagt doch,dass,wenn sich das Universum nicht ausdehnt,die NAcht taghell sein müsste.Und hat nicht Helmholtz (?) mal ausgerechnet,dass das Universum so warm wäre,wie die Oberfläche eines Sterns? Für mich klingt das schon so,als ob die beiden die Expansion mitberücksichtigt,bzw angedeutet hätten.
    Aber widerspricht ein sich ausdehnendes Universum nicht der Unendlichkeit?

  52. #52 Compuholic
    12. März 2012

    Aber widerspricht ein sich ausdehnendes Universum nicht der Unendlichkeit?

    Habe im Moment zwar nicht nicht Möglichkeit das Video anzusehen, daher bin ich nicht sicher, ob ich den Kontext Deiner Frage richtig verstehe. Aber grundsätzlich kommt das immer drauf an, wie man Unendlichkeit bzw. was man unter Universum versteht.

    Beispiel: Nehmen wir an, ich befinde mich auf einer Kugeloberfläche. Dann ist diese Kugeloberfläche zwar unendlich (im Sinne von: Es gibt für mich keinen Rand, den ich erreichen könnte) aber eine Kugeloberfläche hat trotzdem nur eine endliche Fläche (zumindest bei einem endlichen Radius).

  53. #53 Alderamin
    12. März 2012

    @Tetsuo

    Das Weltall ist einfach zu dünn besetzt, damit die Argumente von Olbers und Helmholtz funktionieren können. Wenn wir in das All schauen, dann sehen wir ein paar Vordergrundsterne mit vielen Lücken dazwischen und dann kommt sehr lange nichts. Hier und da taucht dann eine Galaxie auf. Ganz im Hintergrund gibt es nur noch ein diffuses Infrarotlicht, das von der intensiven Sternentstehung in den ersten Galaxien herrührt, und das mal UV war. Durch die Rotverschiebung sehen wir es visuell schon nicht mehr, aber auch seine Wärmestrahlung hat nicht viel Effekt, weil die Quellen nicht dicht genug stehen. Und dann kommt die Hintergrundstrahlung im Radiobereich, die nur noch 3 K hat, obwohl sie mal 3000 K hatte, aber um den Faktor 1000 von der Raumexpansion gestreckt wurde.

    Bis zur Hintergrundstrahlung gibt es einfach zu wenig Lichtquellen, und da ist dann Ende. Wenn das ganze Weltall so dicht mit Sternen besetzt wäre, wie die Milchstraße, dann wäre es nachts sicher hell und der Himmel heiß. Aber das Weltall ist ziemlich leer. Olbers Argument würde noch immer funktionieren, wenn das Licht in der Ferne nicht so stark rotverschoben würde. Dann würden wir das Plasma des Urknalls so hell wie die Sonne in jeder Richtung sehen. Aber die Rotverschiebung macht eben aus den ursprünglichen 3000 K nur noch 3 K, so kalt wird ein Körper im All, den man von direkter Einstrahlung naher Sterne abschirmt.

    Olbers Paradox funktioniert nicht, weil das sichtbare Weltall endlich ist. aber das Weltall insgesamt kann trotzdem unendlich sein.

  54. #54 Alderamin
    12. März 2012

    @Compuholic, Tetsuo

    Man kann einen Urknall theoretisch auch in einem unendlichen Universum starten, er muss ja nicht von einem Punkt ausgehen. Gehen wir mal eine Dimension runter und nehmen an, das Weltall sei eine unendlich große Ebene. Wenn beim Urknall bereits eine unendlich große Ebene existierte und von da an jeder Punkt zu wachsen begann, dann würde es von innerhalb der Ebene genau so aussehen als ob die Expansion insgesamt von einem Punkt ausgegangen wäre.

    Mit einem unendlichen Universum ist wirklich ein unendliches Volumen gemeint. Es sind verschiedene Topologien denkbar, eine 4D-Kugel, wie von Compuholic erwähnt, oder ein 4D-Torus (in Computerspielen, bei denen der obere Bildrand mit dem unteren und der linke mit dem rechten verbunden sind, bildet das Spielfeld die Oberfläche eines 3D-Torus), oder eben ein unendlicher Raum. Worin wir tatsächlich leben, können wir nicht entscheiden, so weit wir blicken können ist das Weltall jedenfalls flach und euklidisch, so dass sich die Topologien nicht unterscheiden, wenn das Weltall einfach nur groß genug ist. Der Erdoberfläche sieht man die Kugelform im allgemeinen ja auch nicht an.

  55. #55 Tetsuo
    12. März 2012

    JA,das ist mir nach dem Schreiben meines Kommentars auch aufgefallen.Olbers hat ja quasi “nur” gezeigt,dass sich das Universum ausdehnt,bzw, dass unser Universum nicht stationär ist. Und der Vergleich mit der Kugelform ist absolut treffsicher.
    Was aber die Hintergrundstrahlung betrifft,so habe ich gehört (und gelesen) dass es wege gibt,auch dahinter noch was zu entdecken (was das genau ist,da müsste ich erstmal nachlesen-falls ich mich nicht täusche^^)

    Eure Bescheirbung über einen 4D Körper erinnert mich irgendwie an eine elliptische Kurve. Ich glaube,ich sollte echt mal aufhören,wissenschaftliche Bücher zu lesen xD

    Herzlichen Dank für die ausführlichen und aufschlussreichen Erklärungen. Alderamin, ich finde deinen Nick übrigens ganz große Klasse^^

  56. #56 Alderamin
    12. März 2012

    @Tetsuo

    Gravitationswellen würden durch die Hintergrundstrahlung hindurch gehen, wären dann aber noch mehr rotverschoben. Und hör’ nicht auf, wissenschaftliche Bücher zu lesen!

  57. #57 Niels
    12. März 2012

    @Tetsuo

    Aber widerspricht ein sich ausdehnendes Universum nicht der Unendlichkeit?

    Nö. Ein unendliches Universum war aber selbstverständlich auch direkt nach dem Urknall unendlich groß.
    Da muss man aufpassen, dass man sauber zwischen dem “beobachtbaren Universum” und dem “Gesamt-Universum” trennt.
    Nur das “beobachtbare Universum” war in einem Punkt konzentriert.
    http://www.astro.ucla.edu/~wright/infpoint.html

    So ähnlich hat das Alderamin auch schon erklärt, aber vielleicht wird es hierdurch etwas klarer.

    @Alderamin

    Gravitationswellen würden durch die Hintergrundstrahlung hindurch gehen, wären dann aber noch mehr rotverschoben.

    Bist du dir ganz sicher, dass Gravitationswellen der Rotverschiebung unterliegen? Und zwar genau in der gleichen Weise wie Photonen?
    Kannst du hier Quellen zitieren?
    Graviationswellen sind schließlich Störungen der Raumzeit selbst, mit elektromagnetischer Strahlung hat das wirklich nicht mehr viel zu tun.
    Vorstellen kann ich mir eine Rotverschiebung schon, aber eine triviale Frage ist das sicher nicht.

  58. #58 Niels
    12. März 2012

    @Alderamin
    Kommando zurück. :-)

    Natürlich unterliegen Gravitationswellen exakt genau so der kosmologischen Rotverschiebung wie elektromagnetische Strahlung.
    Das wusste ich eigentlich auch?
    Manchmal sollte man ne Sekunde in sich gehen, bevor man etwas schreibt. ;-)

    Übrigens geht man momentan durchaus davon aus, dass man Gravitationswellen aus der Zeit direkt nach dem Urknall schon in relativ naher Zukunft messen können wird.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang_Observer
    Diese Signale haben nämlich ein derart spezielles Spektrum, dass man davon ausgeht, dass man sie trotz ihrer Abschwächung durch die Rotverschiebung recht gut vom Rauschen unterschieden kann.

  59. #59 Alderamin
    12. März 2012

    Hallo Niels, schön dass Du wieder da bist. Wir brauchen Dich noch nebenan :-)

    Ich wollte es Dir eben noch erläutern, wie ich darauf komme, dass Gravitationswellen der Rotverschiebung unterliegen, vielleicht ist es ja für manchen Leser nicht gleich einsichtig.

    Der Dopplereffekt ist letztlich dasselbe wie die Zeitdilatation. Das kann man z.B. auch im Wiki-Artikel über das =>Zwillingsparadoxon nachlesen. Wenn der eine Zwilling regelmäßig Pulse aussendet, dann ist der Abstand zwischen denen beim anderen, ruhenden Zwilling gedehnt, weil die Aussendeorte sich immer weiter entfernen und der Lichtweg immer länger wird. Insofern sieht der ruhende Zwilling nicht nur die Pulse gedehnt, sondern überhaupt alles beim bewegten Zwilling langsamer ablaufen, weil jede Art von Signal von diesem Effekt betroffen ist. Und entsprechend werden Lichtwellen verlängert -> Rotverschiebung.

    Zwei Neutronensterne, die sich eng umkreisen, wie etwa in =>dieser Grafik senden Gravitationswellen aus. Wenn sich ein solche Paar Neutronensterne sehr schnell von uns entfernt (oder, was den gleichen Effekt hätte, wenn es der kosmologischen Rotverschiebung unterläge), dann würden die Sterne sich aus unserer Sicht verlangsamt umkreisen und entsprechend wären die Gravitationswellen gedehnt, denn sie müssten ja in in einem konstanten Phasenverhältnis mit der beobachteten Bewegung der Neutronensterne sein. Also würden auch sie der Rotverschiebung unterliegen.

    Ich hatte in Erinnerung gelesen zu haben, dass man mit Hilfe von Gravitationswellen in die Zeit vor der Hintergrundstahlung hineinschauen möchte. Ich finde es beachtlich, dass man solchermaßen gedehnte Wellen noch nachweisen können möchte, wo doch die Hintergrundstrahlung schon um z+1=1000 gedehnt ist; die Leuchtkraftentfernung für z=1000 ist ja schon weit über 45000 Lichtjahre, und z wächst extrem schneller, je näher es auf den Urknall zugeht. Gravitationswellen sind ja per se schon recht langwellig, wenn man an die sich umkreisenden Neutronensterne denkt, die umkreisen sich ja eher in Stunden oder Tagen statt Sekunden, wir reden also von einigen 10 bis 100 Mikrohertz, schon bei z=0. Aber wir werden sehen.

    Vielleicht hättest Du Lust und Zeit, mal =>Güntim zu antworten, der hat da eine alternative Sicht auf die kosmologische Rotverschiebung gefunden, bei der ich anscheinend nicht ganz begriffen habe, wie sie gemeint ist.

  60. #60 flyingzeroc
    12. März 2012

    1 meter sind 1.000.000.000 nm! das ist ne 1 mit 9 nullen….wow!

    was soll immer dieses ding mit den nullen? das ist doch nur ne frage von einheiten…alles was wir jemals erfassen können, ist exakt 1 universum groß. das ist ne 1 mit keiner einzigen null! also quasi nix? ja!

  61. #61 Niels
    13. März 2012

    @Alderamin
    Tatsächlich behaupten sie sogar, dass man mit LISA bzw. BBO Gravitationswellen aus der Inflationsphase(!) des Universums auffangen können wird.
    Ich hab dazu schon mal was von Frequenzen um die 10^-12   Hz gelesen, wenn ich mich richtig erinnere.

    Allerdings ist mir nicht ganz klar, was zur Zeit der Inflation überhaupt Gravitationswellen ausgesendet hat.
    Deswegen hab ich auch überhaupt keine Vorstellung davon, welche Frequenzen diese Wellen damals ungefähr hatten.
    Der Vergleich mit Neutronensternen hilft wahrscheinlich nicht viel weiter.

  62. #62 Alderamin
    13. März 2012

    @Niels

    Allerdings ist mir nicht ganz klar, was zur Zeit der Inflation überhaupt Gravitationswellen ausgesendet hat.
    Deswegen hab ich auch überhaupt keine Vorstellung davon, welche Frequenzen diese Wellen damals ungefähr hatten.

    Habe dazu folgendes ergoogelt: http://www.aip.org/pnu/2007/split/809-1.html

    Drei Effekte:

    - die Inflation selbst (ich nehme an, hier geht man davon aus, dass diese nicht abrupt überall gleichzeitig aufhörte, sondern bereits zu Beginn Quantenfluktuationen unterlag, also hat man am Ende ein Gemisch aus unterschiedlich schnell expandierenen Raumgebieten mit Fronten an den Außengrenzen, die dann in einer Analogie zu kochendem Wasser die Raumzeit durchwirblen)

    - Reheating (das ist wohl die Kondensation der Materie aus der Energie)

    - Thermalisierung (der turbulente Mix aus Materie und Strahlung vor dem Temperaturausgleich)

    Die Rotverschiebung aus der Zeit unmittelbar nach der Inflation beträgt z=10^24. Uff.

    Die Wellenlänge aus dem Reheating soll 1 Hz bis 1 GHz sein (mit oder ohne Rotverschiebung? Scheint mir ein bisschen hoch bei z=10^24).

    Der Vergleich mit Neutronensternen hilft wahrscheinlich nicht viel weiter.

    In der Tat.

    Noch hat keiner überhaupt irgendeine Gravitationswelle gesehen, aber die Forscher träumen schon davon, der Inflation zuzuschauen. Wie schön, dass es noch Optimisten gibt ;-)

  63. #63 Niels
    13. März 2012

    Die Wellenlänge aus dem Reheating soll 1 Hz bis 1 GHz sein (mit oder ohne Rotverschiebung? Scheint mir ein bisschen hoch bei z=10^24).

    In deinem Link steht:
    A new paper by Juan Garcia-Bellido and Daniel Figueroa (Universidad Autonoma de Madrid) explain how these separate processes could be detected and differentiated in modern detectors set up to see gravity waves, such as LIGO, LISA, or BBO (Big Bang Observer).

    Damit ist das hier gemeint:
    http://arxiv.org/abs/astro-ph/0701014

    Dort findet man:

    In chaotic inflation, the coherent oscillations of the inflaton during preheating generates, via parametric resonance, a population of highly occupied modes that behave like waves of matter, which collide among themselves and whose scattering leads to homogeneization and local thermal equilibrium. These collisions occur in a highly relativistic and very asymmetric way, being responsible for the generation of a stochastic background of gravitational waves [12, 13] with a typical frequency today of the order of 10^7 − 10^9 Hz, corresponding to the present size of the causal horizon at the end of high-scale inflation.

    However, there are models like hybrid inflation
    [...]
    Moreover, it was speculated in Ref. [21] that in (low-scale) models of hybrid inflation it might be possible to generate a stochastic GWB in the frequency range accessible to present detectors

    Jetzt musst man nachschauen, bis zu welchen Frequenzen die “heutigen” Detektoren messen können, dann hast du eine ungefähre Abschätzung für die heutigen Frequenzen des Hintergrundes.
    LIGO deckt 30 Hz bis 7000 Hz ab.

    Die Angabe 1 Hz bis 1 GHz muss folglich mit Rotverschiebung sein, also der heutige Wert.

  64. #64 Alderamin
    14. März 2012

    @Niels

    Danke für’s Nachschauen. Also Gravitationswellen mit ursprünglich bis zu 10^(9+24) = 10^33 Hz. Sozusagen der Knall des Urknalls. Unvorstellbar. Hoffentlich wird BBO gebaut und findet etwas.

  65. #65 Niels
    14. März 2012

    @Alderamin
    Vielleicht war auch dieses Paper von den selben Autoren gemeint:
    http://arxiv.org/abs/0801.4109

    During the different stages of reheating in this model, gravity waves are generated and amplified until the Universe finally thermalizes and enters into the radiation era of the Standard Model of Cosmology. From that moment until now, this cosmic GWB will be redshifted as a radiation-like fluid, totally decoupled from any other energy-matter content of the universe, such that today’s ratio of energy stored in these GW to that in radiation, could range from Ω*h^2 ∼ 10^−8, peacked around f ∼ 10^7 Hz for the high-scale models, to Ω*h^2 ∼ 10^-11, peacked around f ∼ 1 Hz for the low-scale models.

    Das ist aus der Einleitung.
    Die folgenden Rechnungen versteh ich aber überhaupt nicht, das ist mir deutlich zu hoch.
    (Um mich da richtig reinzufuchsen bräuchte ich wahrscheinlich extrem viel Zeit.
    So wichtig ist mir das dann aber auch nicht. ;-) )

    Deswegen hab ich erst mal keine Ahnung, warum diese Gravitationswellen “amplified” werden und wie stark diese Verstärkung ist. (Siehe erster Satz des Zitierten.)
    Vielleicht haben die hohen Frequenzen auch damit zu tun?
    Da müsste man jetzt aber wirklich einen Spezialisten fragen, über die Inflationsphase weiß ich so gut wie nichts.

    Übrigens hätte ich auch ganz bestimmt nicht erwartet, dass Gravitationswellen aus der Inflationsphase unter Umständen zu hohe Frequenzen haben, so dass sie deswegen vielleicht nicht detektiert werden können.

  66. #66 Daniel
    15. März 2012

    Da fällt mir nur Douglas Adams ein:

    „Es gibt eine Theorie, die besagt, wenn jemals irgendwer genau rausfindet, wozu das Universum da ist und warum es da ist, dann verschwindet es auf der Stelle und wird durch etwas noch Bizarreres und Unbegreiflicheres ersetzt. Es gibt eine andere Theorie, nach der das schon passiert ist.“