Eines der Dinge, das die Astronomie so faszinierend macht, ist der Blick in die Vergangenheit. Ok, auch Archäologen können altes Zeug aus der Vergangenheit ausbuddeln. Aber es ist eben “nur” altes Zeug, das heute noch irgendwo herum liegt. Die Astronomen können die Vergangenheit sehen! Wenn wir nachts zum Himmel schauen, dann sehen wir die Vergangenheit: live und in Farbe. Wir sehen sogar viele verschiedene Vergangenheiten. Das Licht jedes Sterns und jeder Galaxie braucht viele Jahre, Jahrhunderte oder manchmal auch Jahrmillionen oder Jahrmilliarden um die Erde zu erreichen. Je weiter wir blicken, desto tiefer sehen wir in die Vergangenheit. Kürzlich ist es Wissenschaftler gelungen, weiter zurück zu schauen als je zuvor.

Das Universum setzt uns eine natürliche Grenze, was den Blick in die Vergangenheit angeht. Das Weltall wurde erst 400000 Jahre nach Urknall “durchsichtig”. Erst zu diesem Zeitpunkt war es so weit abgekühlt, dass sich die herumfliegenden Elektronen mit den herumfliegenden Atomkernen verbinden konnten. Damit war genug Platz für die Lichtteilen, die Photonen, sich ungehindert auszubreiten (ich hab das hier im Detail erklärt). Vorher sind sie ständig mit den freien Elektronen zusammengestoßen und das Universum war eine undurchsichtige Brühe aus Licht, Atomkernen und Elektronen.

Mit klassischen Mitteln können wir also nicht weiter zurück blicken als bis 400000 Jahre nach dem Urknall (mit noch zu bauenden Neutrino- oder Gravitationswellenteleskopen könnte man auch weiter zurück schauen). Aber dieser Grenze nähern wir uns immer weiter an. Schaut euch dieses Bild hier an, das Bilder zeigt, die von den Weltraumteleskopen Hubble und Spitzer aufgenommen wurden:

Links im Bild ist der Galaxienhaufen MACS J1149+2223. Rechts sieht man Vergrößerungen und der unscheinbare rote Punkt rechts unten ist die Galaxie MACS1149-JD. Sie sieht nicht sehr beeindruckend aus, ist aber vermutlich die bisher am weitesten entfernte, die Astronomen entdeckt haben. Auf dem Bild sehen wir sie zu einem Zeitpunkt, als das Universum gerade einmal 500 Millionen Jahre alt ist. Es hat erst 3,6 Prozent seines heutigen Alters, ist also quasi noch ein Kleinkind. Das Bild ist nicht nur an sich schon bemerkenswert. Es ist auch das erste Mal, dass man so ein entferntes Objekt mit unterschiedlichen Teleskopen in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen beobachtet hat (Hubble im sichtbaren Bereich und Spitzer im infraroten Bereich des Spektrums).

Jetzt wollt ihr wahrscheinlich alle wissen, wie weit die Galaxie entfernt ist. Das aber ist eine knifflige Frage. Darauf gibt es keine eindeutige Antwort. Nicht, weil die Wissenschaftler keine Antwort wissen. Sondern weil sich Entfernungen im All nicht eindeutig definieren lassen. Denn das Universum dehnt sich aus und ist heute viel größer als früher. Es ist also nicht so einfach, zu definieren, was “Entfernung” in einem Universum bedeuten soll, dass seine Größe ändert. In der Astronomie benutzt man daher die sogenannte “Rotverschiebung”, die sich dann in verschiedene Entfernungen umrechnen lässt (ich habe das hier ausführlich erklärt). Die Rotverschiebung dieser Galaxie beträgt 9,6. Das bedeutet, dass das Licht von ihr bis zu uns 13,2 Milliarden Jahre unterwegs war! Wir blicken also tief in die Vergangenheit zurück.

Daraus folgt aber nicht, dass die Galaxie auch 13,2 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Denn während das Licht zu uns unterwegs war, hat sich das Universum ausgedehnt. Die tatsächlich Entfernung beträgt eher 32 Milliarden Lichtjahre. Nochmal: Das bedeutet nicht, dass sich das Licht hier mit Überlichtgeschwindigkeit bewegt hat oder das sonst irgendwas nicht stimmt. Während sich das Licht von der Galaxie bis zu uns bewegt hat, hat sich gleichzeitig auch das All ausgedehnt. Als das Licht ausgesandt wurde, war das Universum 500 Millionen Jahre alt, als das Licht ankam, war es 13,7 Milliarden Jahre alt. In der Zwischenzeit ist es sehr viel größer geworden und die Galaxie ist deswegen nicht 13,2 Milliarden Lichtjahre weit weg, sondern eben knapp 32 Milliarden Lichtjahre.

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Kommentare (42)

  1. #1 stipe
    22. September 2012

    Hallo,

    das Thema mit den Neutrino- oder Gravitationswellenteleskopen würde mich mal interessieren. Vielleicht könntest du mal bei Gelegenheit darüber einen kleinen Artikel schreiben?

    Viele Grüße

    /stipe

  2. #2 Edith
    Bündner Berge
    22. September 2012

    Ich finde das absolut faszinierend, obwohl diese Distanzen und Zeiträume für mich unvorstellbar sind…

  3. #3 Florian Freistetter
    22. September 2012

    @stipe: Siehe hier: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2009/03/04/wurden-gravitationswellen-schon-vor-22-jahren-entdeckt/ http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2009/09/15/gravitationswellen-messen-mit-einem-teleskop-aus-sternen/ Und irgendwo hat SB-Kollege Jörg Rings einen Artikel über Neutrinobeobachtungen geschrieben und ein Bild gepostet – aber ich finds grad nicht.

  4. #4 Manfred Hofemann
    Sibulan, Philippines
    23. September 2012

    1.Gtavitationswellen.
    Gravitatationswellen wurden von Einstein in der RT postuliert.
    Hat man die Gravitationwellen bisher nachweisen koennen?

    2.Exitieren Objekte deren Licht vor 13,2 Mrd ausgesandt wurden ueberhaupt noch ?

  5. #5 rolak
    23. September 2012

    moin Manfred Hofemann
    /bisher?/ Kann sein, kann auch nicht sein
    /überhaupt?/ Eigentlich (textlich) dieselbe Antwort wie eben – auch wenn einzelne Sterne mittlerweile ausgebrannt und von den Nachfolgegenerationen verwertet sein dürften, das typischerweise zu einer Galaxie gehörende supermassive schwarze Loch hält ausnehmend lange durch.

  6. #6 frantischek
    23. September 2012

    Wenn das Universum zum Zeitpunkt der Aussendung des Lichts von der Galaxie 500 mio Jahre alt war und die Galakie zu dem Zeitpunkt 200 mio alt, weiters die Rekombination bei einem Universumsalter von 400 mio Jahren stattfand muss sich die Galaxie ja bereits vor der Rekombination gebildet haben.
    Ist das möglich?

  7. #7 Wolfgang S.
    23. September 2012

    @frantischek

    die Rekombination fand 400.000 Jahre nach dem Urknall statt, nicht 400 Mio. Jahre..

  8. #8 jojo
    23. September 2012

    Hallo Florian!
    kurze frage,ich habe versucht die sternwarte in solingen zu erreichen um für dienstagabend eine reservierung zu bekommen.
    nur erreicht habe ich dort niemanden(telefonisch).
    es bleibt aber dabei!?
    grüße jojo

  9. #9 Florian Freistetter
    23. September 2012

    @Manfred Hofeman: Zu 1) Da hab ich grad im letzten Kommentar ein paar Links gepostet. Indirekt wurden sie nachgewiesen; direkt beobachtet noch nicht. Zu 2) Eigentlich macht die Frage wenig Sinn. Das “Jetzt” dort lässt sich nicht so einfach definieren. Es liegt außerhalb der für uns wahrnehmbaren und relevanten Raumzeit.

  10. #10 Florian Freistetter
    23. September 2012

    @jojo: ALso ich werde auf jeden Fall dort sein!

  11. #11 Robert
    23. September 2012

    Ich hätte da nochmal eine blöde frage zu dem absatz mit der entfernung der galaxie. Wenn das licht der galaxie circa 13 milliarden jahre gebraucht hat und nun die Entfernung in etwa 32 Milliarden Lichtjahre beträgt, hat sich dann die Entfernung in circa 13 Milliarden Jahren um 19 Milliarden Lichtjahre vergrößert oder wo ist mein denkfehler ?

  12. #12 Alderamin
    23. September 2012

    @Robert

    Sogar noch viel mehr.

    Wenn die Rotverschiebung der Galaxie 9,5 beträgt, dann war das Weltall zur Zeit der Aussendung des Lichts nur 1/(1+9,5) mal so groß wie heute. Wenn heute die Entfernung 32 Milliarden Lichtjahre ist, war sie damals nur 3 Milliarden Lichtjahre (32/10,5). Die kosmische Expansion hat den Raum zwischen der Galaxie und uns innerhalb von 13 Milliarden Jahren um 29 Milliarden Lichtjahre aufgebläht.

    Das Licht ist diesem Wachstum entgegen gelaufen und hat deswegen nicht die gesamte Entfernung zurück legen müssen. Die Strecke, die das Licht schon hinter sich gebracht hatte, wuchs ja weiter, aber diesen zusätzlichenTeil der endgültigen Entfernung brauchte das Licht nicht mehr zu überwinden. Deswegen war es nur 13 Milliarden Jahre unterwegs.

  13. #13 Bernd P
    Forchheim,BY
    23. September 2012

    Galaxienentfernung bei weit entfernten Objekten mit extremer Rotverschiebung sind mit Vorsicht zu geniessen, schon aufgrund deren relativer Bewegung zum Betrachter. (Es geht auch noch darüberhinaus meine ich, da ich nicht glaube daß alles was gerade noch im sichtbaren Rotlicht zu sehen ist auch am allerweitesten entfernt ist, sondern ich glaube es gibt auch ältere, weiter entfernte, noch schneller wegfliegende Objekte deren ‘Licht’ schon so langwellig ist, daß man es eben nicht mehr farboptisch sieht, sondern man auch in längerwelligen Bereichen (Lanwelliges IR, Mikrowellen, ggf. auch noch beliebig länger) danach suchen und nach zus. Beweisen forschen muss daß dies tatsächlich sehr alte, sich sehr schnell entfernende Objekte sind und keine näherliegenden Radiosterne).

  14. #14 Robert
    23. September 2012

    Danke für die schnellen Erläuterungen.

  15. #15 Alderamin
    23. September 2012

    @Bernd P

    Nach Messungen der Sonde WMAP begann die Reionisation des Universums bei z =10.9 +/- 1.4, also viel weiter rotverschobene Galaxien als die hier beschriebene mit z=9.6 werden sich nicht finden, und die kann man im Infraroten noch beobachten. Das Spitzer-Teleskop wird sicherlich solche Galaxien aufspüren, da es im IR-Bereich zwischen 3.6 und 160 µm beobachtet (sichtbares Licht liegt bekanntlich zwischen 0.4 und 0.8 µm).

    Die Reionisation des Universums begann, als die ersten Sterne mit ihrer UV-Strahlung die bei der Rekombination (deren Ende bei z=1089 die Quelle der kosmischen Hintergrundstrahlung bildet) entstandenen neutralen Wasserstoff-Atome zu ionisieren begann. Der Beginn der Reionisation markiert demnach das Alter der frühesten Sterne im Universum.

  16. #16 mr_mad_man
    23. September 2012

    Artikel wie dieser hier inspirieren mich immer wieder über das Universum als Ganzes nachzudenken. Besonders gut finde ich die Erklärung warum man die Laufzeit des Lichtes (kann man das so sagen?) nicht gleichzusetzen ist mit der Entfernung, da sich das Universum während des Lichtausbreitens weiter ausdehnt. Manchmal sind es wirklich diese einfachen kurzen Sätze, die mein Verständnis für das alles enorm weiterbringen.

    @Alderamin: “Die kosmische Expansion hat den Raum zwischen der Galaxie und uns innerhalb von 13 Milliarden Jahren um 29 Milliarden Lichtjahre aufgebläht.”
    Das heißt doch, dass die Expansion des Raumes mit Überlichtgeschwindigkeit geschieht, oder? Und dass das aber kein Widersrpruch zu Einstein ist, da bei diesem Vorgang keine Informationen übertragen werden? Das Licht selbst (als Informationsträger) muss ja weiterhin mit seiner normalen Geschwindigkeit reisen.

  17. #17 Bernd das Brot
    23. September 2012

    Das Universum hat sicher einen Mittelpunkt von dem aus sich die Objekte entfernen. Wir bewegen uns mit der Milchstraße in eine bestimmte Richtung. Wenn eine andere Galaxie auf der anderen Seite vom Mittelpunkt liegt und sich dort von uns weg bewegt, ist die Rotverschiebung sicher höher, oder? Die Entfernung zu uns kann so ja auch höher sein als der Radius des Universums. Ist es bekannr wie weit wir vom Mittelpunkt weg sind?

  18. #18 Florian Freistetter
    23. September 2012

    @Bernd das Brot: “Das Universum hat sicher einen Mittelpunkt von dem aus sich die Objekte entfernen.”

    Ne, hat es nicht. Alles bewegt sich von allem weg. Einen MIttelpunkt gibt es da nicht. Der Mittelpunkt des Universums ist quasi überall. Oder nirgends, je nachdem. Stell dir die Oberfläche eines Ballons vor. Wenn du den aufpustest, dann bewegt sich dort auch jeder Punkt der Oberfläche von jedem anderem weg. Aber der Mittelpunkt liegt NICHT irgendwo auf der Hülle des Ballons.

  19. #19 Alderamin
    23. September 2012

    @mr_mad_man

    Das heißt doch, dass die Expansion des Raumes mit Überlichtgeschwindigkeit geschieht, oder? Und dass das aber kein Widersrpruch zu Einstein ist, da bei diesem Vorgang keine Informationen übertragen werden?

    Richtig, das ist kein Widerspruch zur Relativitätstheorie, die nur etwas über Bewegungen im Raum aussagt, nicht über Bewegungen des Raums selbst.

    Es bewegt sich bei der kosmischen Expansion nämlich eigentlich gar nichts. Beide Galaxien sind (annähernd, bis auf Bewegungen um den gemeinsamen Schwerpunkt mit ihren jeweiligen Nachbargalaxien) in Ruhe relativ zur Hintergundstrahlung an ihrem Ort (die Rotverschiebung der Hintergrundstrahlung erscheint von ihrem Standpunkt aus in jeder Richtung ungefähr gleich groß). Der Raum zwischen den Galaxien wächst einfach. Eine gewisse Strecke wird pro Zeiteinheit um einen gewissen Prozentsatz größer. Über hinreichend große Strecken summiert sich das zu einer Zunahme mit mehr als Lichtgeschwindigkeit.

    Siehe auch dieses Paper.

  20. #20 A
    24. September 2012

    Ja, scheinbar muss es Nibiru geben. Ein gewisser Jean Mary Gilgamesh ist im Besitz und lässt sogar bei Ebay eine Astral Pflanze vom Planeten Nibiru mit dem Namen Plantea-Magica verkaufen.
    Auf Yotube gibt es auch ein Filmbeitrag unter der Bezeichnung Plantea-Magica auf dem Kanal von ,,Der Buchheimer,, bzw auch auf seiner Webseite.
    Tscha, was soll man davon halten

  21. #21 Alderamin
    24. September 2012

    @A

    “Scheinbar” ist genau das richtige Wort.

    Astral-Pflanze, 😆 die hat er sich bestimmt hergebeamt, oder ist er mit dem Fahrrad zu Nibiru gefahren und hat sie sich selbst abgeholt?

    Bitte bei Ironie Smilies benutzen.

  22. #22 Silly Human
    24. September 2012

    Ich möchte darauf hinweisen, dass die Ballon-Analogie leicht miss zu verstehen ist. Ich selbst hab da lange auf dem Schlauch gestanden. Es steht zwar da, geht aber trotzdem leicht unter. Der Raum in dieser Analogie ist nur die Oberfläche des Ballons. (Also abstrahiert von 3D zu 2D) der Innenraum des Ballons wird komplett nicht beachtet.
    Wenn man das das erste mal sieht, überließt man leicht, dass nur die Oberfläche gemeint ist. Es fällt ja viel leichter sich den kompletten (3-dimensionalen) Ballon als das Universum vorzustellen.

  23. #23 Alderamin
    24. September 2012

    @Myself

    Was ich oben in einem Moment geistiger Umnachtung zu Spitzer schrieb (ein Teleskop, das längst im Orbit ist), bezog sich eigentlich auf das James Webb Teleskop, welches für Mittel-IR-Beobachtungen ausgelegt ist (Spitzer hat Sensoren für Nah-, Mittel- und fernes IR und einen viel kleineren Spiegel). Das James Webb soll die ersten Galaxien ablichten. Es hat Sensoren bis 27 µm Wellenlänge.

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

    Start ist übrigens nicht vor 2018.

  24. #24 gcorp
    25. September 2012

    Was ich jetzt nicht so richtig verstanden habe:
    Wenn der Raum zwischen uns und dieser Galaxie sich mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt, wie kann dann das Licht jemals bei uns ankommen?
    Im Prinzip bewegen wir uns doch schneller vom ausgesandten Licht weg, als es auf uns zu fliegt, oder?

  25. #25 zero hour
    25. September 2012

    Eine Frage zu der Galaxis selbst: Kann man bei diesen weit entfernten Objekten überhaupt noch Strukturen oder andere Eigenschaften ausmachen – und kann man mit abnehmendem z eine Entwicklung der Galaxien verfolgen?

  26. #26 Florian Freistetter
    25. September 2012

    @zero hour: Gute Frage. Klar, bei solchen Dinger wie dieser Galaxie sieht man keine Strukturen mehr. Aber generell probiert man schon, die zeitliche Entwicklung von Galaxien zu verfolgen. Ist aber schwierig, weil die entfernten schwer aufzulösen sind. Aber man weiß z.B. das Spiralgalaxien nicht lange halten. Wenn die mit einer anderen kollidieren, wird eine elliptische Galaxie draus.

  27. #27 Besserwisser
    Zentrum meines Universums
    16. April 2013

    “Daraus folgt aber nicht, dass die Galaxie auch 13,2 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Denn während das Licht zu uns unterwegs war, hat sich das Universum ausgedehnt. Die tatsächlich Entfernung beträgt eher 32 Milliarden Lichtjahre.”

    FALSCH : Das einzige was wir genau Wissen ist, dass vor 13,2 Milliarden eben diese Galxie 13,2 Milliarden Lichtjahre von unserer jetzigen Position entfernt war. Wie lange es gedauert hat bis dieser Abstand entstanden ist weiß man nicht. Mit großer Wahrscheinlichkeit muss das Universum wesentlich Älter sein als bisher angenommen!

  28. #28 Besserwisser
    16. April 2013

    Ausgehend von der Hubble-Konstante 72 dehnt sich das Universum der am weitesten entfernen Galaxis mit ca. 93% (280.000 Km/s) der Lichtgeschwindigkeit aus. Daraus ergibt sich eine zumindest theoretische wahrscheinlich neue Entfernung von 24,7 Lichtjahre!

  29. #29 Besserwisser
    16. April 2013

    Irgendwann in der Zukunft werden wir uns mit weiterentwickelten Teloskopen quer durch das Universum selbst sehen können, halt nur ein paar Millarden Jahre früher XD lol

  30. #30 Alderamin
    17. April 2013

    @Besserwisser

    FALSCH : Das einzige was wir genau Wissen ist, dass vor 13,2 Milliarden eben diese Galxie 13,2 Milliarden Lichtjahre von unserer jetzigen Position entfernt war.

    VÖLLIG FALSCH: da die Strecke zu uns, während das Licht unterwegs war, ständig wuchs, war sie zur Zeit, als das Licht sich auf den Weg machte, kleiner als 13,2 Milliarden Lichtjahre und ist heute größer. Die vom Licht noch zurückzulegende Strecke wuchs, und die bereits zurückgelegt wuchs ebenfalls. Die Strecke, die das Licht vom Anfang der Aussendung bis zum Eintreffen bei uns zurückgelegt hat, inklusive des Wachstums der jeweils noch zurückzulegenden Strecke, beträgt 13,2 Milliarden Lichtjahre. Aber diese Größe hat außer für die Lichtlaufzeit keine Bedeutung.

    Wie lange es gedauert hat bis dieser Abstand entstanden ist weiß man nicht. Mit großer Wahrscheinlichkeit muss das Universum wesentlich Älter sein als bisher angenommen!

    Das Alter des Universums ist nach Messungen der Planck-Sonde 13,82 Milliarden Jahre. Folglich war das Universum ca. 600 Millionen Jahre alt, als das Licht ausgesendet wurde.

    Wie weit die Galaxie bei der Aussendung des Lichts von uns entfernt war, kann man über den Skalenfaktor aus der Rotverschiebung z errechnen. Für z=9,6 ergibt sich der Skalenfaktor 1/(1+9,6) = 0,094. Wenn die Galaxie heute 32 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, so war sie damals 32e+9*0,094 = 3 Milliarden Lichtjahre entfernt. Die heutige Entfernung lässt sich z.B. mit dem Cosmology Calculator ausrechnen, wenn man aktuelle Werte für kosmologischen Parameter links eingibt.

  31. #31 Florian Freistetter
    17. April 2013

    @Besserwisser: “FALSCH : Das einzige was wir genau Wissen ist, dass vor 13,2 Milliarden eben diese Galxie 13,2 Milliarden Lichtjahre von unserer jetzigen Position entfernt war. “

    Das stimmt leider nicht. Wenn du es tatsächlich besser wissen willst, dann kannst du gerne hier nachlesen: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2012/01/03/die-rotverschiebung-und-die-vielen-entfernungen-der-kosmologie/

  32. #32 Franz
    17. April 2013

    Was spricht dann dagegen dass das Universum viel größer (unendlich) ist und wir einfach nur den Teil sehen wo die Ausdehnungsgeschwindigkeit unter der Lichtgeschwindigkeit ist ?

  33. #33 Alderamin
    17. April 2013

    @Franz

    Im Prinzip ist dies genau die Vorstellung, die die Kosmologie hat. Mit dem Detail, dass die Galaxien, deren Licht uns heute erreicht, mittlerweile bereits so weit weg sind, dass ihr Licht uns in Zukunft nicht mehr erreichen wird; wenn man deren aktuelle Entfernung als Maßstab nimmt, hat das beobachtbare Weltall heute ungefähr einen Radius 42 Milliarden Lichtjahren (obwohl es erst 13,8 Milliarden Jahre alt ist).

  34. #34 Franz
    17. April 2013

    Nach der Theorie müsste es dann ja vorkommen, dass ganze Galaxien ..’pop’ …. plötzlich weg sind 🙂
    Aber wozu brauch ich dann noch einen Urknall ? Vielleicht sehen wir nur den ‘expandierenden’ Teil des Universums und woanders siehts ganz anders aus.

  35. #35 Alderamin
    17. April 2013

    @Franz

    Nach der Theorie müsste es dann ja vorkommen, dass ganze Galaxien ..’pop’ …. plötzlich weg sind 🙂

    So einfach “pop” geht das nicht, die Rotverschiebung würde vielmehr langsam immer höher werden, bis die Galaxie im Hintergrundrauschen verschwinden würde. Das dauert, da brauchst Du nicht drauf zu warten…

    Aber wozu brauch ich dann noch einen Urknall ? Vielleicht sehen wir nur den ‘expandierenden’ Teil des Universums und woanders siehts ganz anders aus.

    Die Grundannahme der Kosmologie ist, dass der Raum im großen Maßstab isotrop und homogen ist., was im beobachtbaren Universum im wesentlichen stimmt. Ob er das noch sehr, sehr weit draußen gilt, ist letztlich nur eine Vermutung.

    Mittlerweile gibt es aber auch Hinweise auf Anisotropien im beobachtbaren Universum (Messungen der Hintergrundstrahlung durch die Planck-Sonde sowie die ungleichmäßig verteilte Rotationsrichtungen der Galaxien), die auf Strukturen hindeuten könnten, die größer als das beobachtbare Universum sind.

  36. #36 Besserwisser
    17. April 2013

    @Alderamin

    Das erinnert mich doch sehr an Achilles und die Schildkröte.

    Im Paradoxon von Achilles und der Schildkröte geht es um ein Wettrennen zwischen dem griechischen Helden Achilles, dem Helden aus Homers Ilias, und einer Schildkröte. Laut Zenon kann Achilles die Schildkröte niemals einholen und der Eindruck, dass er es tue, sei lediglich eine Illusion unserer Sinne. Damit wollte Zenon aufzeigen, dass Bewegung unmöglich sei, denn Bewegung führe zu einem Widerspruch.

    Um die Schildkröte nämlich einholen zu können, muss Achilles zunächst die Hälfte der Distanz zwischen ihm und der Kröte zurücklegen. Dann müsste er die Hälfte der übrigen Distanz zurücklegen. Dann die Hälfte der übrigen Distanz und immer so weiter. Er würde der Schildkröte immer näher kommen, aber die Halbierungen der restlichen Distanzen würden unendlich weitergehen und Achilles könnte die Schildkröte niemals schlagen.

  37. #37 Besserwisser
    17. April 2013

    @Florian Freistetter

    Hab ich schon verstanden. Meine Aussage ist dennoch richtig, da ich den Zeitfaktor mit in die Überlegungen eingebaut habe.
    Die zurückgelegte Entfernung des Lichts beträgt nun halt einmal 13,2 Milliarden Lichtjahre, auch wenn die tatsächliche Entfernung eine andere ist. Deshalb kann man schon behaupten, dass unsere jetzige Position verglichen mit der Vergangenheit diese Entfernung ergibt.
    Durch Gravitationsfelder könnte der Weg des Lichtes aber ein längerer gewesen sein.

    @Alderamin #30

    Die Rotverschiebung scheint mir nur unter der Prämisse gelten zu können, dass die Ausdehung des Universums eine Konstante ist. Gibt es einen Nachweiß, dass sich das Universum überall mit der selben Expansionsrate ausdehnt?

  38. #38 Besserwisser
    17. April 2013

    Upps : Nachweis

  39. #39 Alderamin
    17. April 2013

    @Besserwisser

    Achilles und Schildkröte: ich kann mich noch erinnern, wie wir im ersten Semester eine unendliche Reihe (eine geometrische war’s glaube ich) nach dieser Vorschrift aufgestellt haben und als Grenzwert die Zeit berechnet haben, wann Achilles die Schildkröte eingeholt hat. Was nämlich übersehen wird ist, dass die Zeitintervalle schnell gegen 0 gehen. Somit ist ihre Summe eben nicht unendlich, sondern hat einen endlichen Wert (genau wie 1 +1/2 + 1/4 + 1/8 +…. 1/(2^n) gegen 2 konvergiert, was man sich leicht klar machen kann, wenn man 2 in Binärdarstellung aufschreibt: 10, was identisch ist mit 1,111111…).

    Martin Bäker hat mal einen guten Artikel dazu geschrieben, wie das Licht sich seinen Weg gegen die Expansion des Weltalls zu uns bahnen kann (oder auch nicht).

    Die Rotverschiebung scheint mir nur unter der Prämisse gelten zu können, dass die Ausdehung des Universums eine Konstante ist. Gibt es einen Nachweiß, dass sich das Universum überall mit der selben Expansionsrate ausdehnt?

    Im Gegenteil, es gibt den Nachweis, dass sich die Expansion zunächst verlangsamte, dann jedoch wieder beschleunigte, weil sie die Überlagerung zweier Effekte ist:

    1. Die wechselseitige Gravitation bremst die Galaxien. Wenn die Dichte der Materie im Weltall hoch ist, überwiegt dieser Effekt. Das war in den ersten 7 Milliarden Jahren der Fall.
    2. Die Dunkle Energie beschleunigt die Expansion. Diese wirkt offenbar gleichförmig in jedem Volumenelement des Vakuums. Wenn die Materiedichte im All gering ist, überwiegt dieser Effekt die Gravitation und beschleunigt die Expansion. Dies gilt auf großen kosmischen Distanzen, während lokal (z.B. in der lokalen Galaxiengruppe) die Anziehung überwiegt (weshalb Galaxien sich immer noch vereinigen, so wie die Milchstraße und die Andromedagalaxie dies in den kommenden 5 Milliarden Jahren tun werden).

    Wie sich die Expansion des Universums bzw. der Hubble-Parameter über die Zeit entwickelt haben, das haben zwei Forschergruppen, die unabhängig voneinander die Dunkle Energie entdeckt haben, anhand der Messung von Rotverschiebungen an Typ Ia-Supernovae in den 1990ern ermittelt. Wenn man die Rotverschiebung (direkt gemessen) über der Entfernung aufträgt (folgt aus der scheinbaren Helligkeit der Supernovae, die aufgrund des gemeinsamen Mechanismuses alle gleich leuchtkräftig sind), dann erhält man die integrierte Expansionsgeschichte des Universums. Daraus kann man den Hubble-Parameter zu jeder Zeit ableiten (H(t) = (da(t)/dt) / a(t) mit dem bereits erwähnten Skalenfaktor a(t)).

    Siehe auch http://en.wikipedia.org/wiki/Hubble%27s_law

  40. #40 Besserwisser
    18. April 2013

    @Alderamin

    Danke, das war sehr informativ.

  41. #41 Hans Pörsch
    90480 Nürnberg
    27. Mai 2013

    An die Uni-Heidelberg habe ich wegen “Blick in die Vergangenheit” folgenden Text geschrieben:
    Hier meldet sich am 27.Mai3013 Hans Pörsch Nbg.
    Schauen Sie sich bitte mal meine URL”Hubble-Diagramm.de” 10te Seite an und teilen Sie mir evtl. bei Gefallen mit, ob Sie weiterhin an “Dunkle Kräfte” glauben können, wo es sich doch eindeutig um die potenzielle Energetigkeit von Einstein’s (1920er) Raumäther handelt. Quelle von Raumäther: Buch von Jürgen Neffe. {Das ist in meiner URL”stoffel-41stein.de” mit dem Bottom “QuintessenzFortsetzg.” zu lesen}.

  42. #42 Jens Kluge
    Sinapur
    30. August 2013

    Man muss unterscheiden, ob sich der Raum zwischen der sich auf uns zu bewegenden Lichtwellenfront oder aber der Raum zwischen der Galaxie bzw. deren ursprünglichen Ort und uns sich im Mittel mit Überlichtgeschwindigkeit ausgedehnt hat. Nur im ersten Fall würde ich erwarten, dass man die Galaxie nicht sehen kann.