Die Beobachtungszeit auf den großen Teleskopen dieser Welt ist heiß umkämpft. Es gibt nun einmal nur 365 Nächte pro Jahr – aber wesentlich mehr Wissenschaftler, die in diesen Nächten die großen Teleskope nutzen wollen. Darum muss man vorher immer einen Beobachtungsantrag stellen, der von einer Kommission beurteilt wird. Erst wenn die grünes Licht gibt, darf man auf den Großteleskopen dieser Welt beobachten. “Einfach mal so” in den Himmel schauen gibt es da nicht. Man muss genau festlegen, was wann und vor allem warum beobachtet werden soll. Noch strenger sind die Anforderungen, die erfüllt werden müssen, wenn man Beobachtungen mit einem der wenigen Weltraumteleskope anstellen will. Die Geschichte des Hubble Deep Field erscheint vor diesem Hintergrund fast schon ein wenig absurd.

1995 wurde das Weltraumteleskop auf einen leeren Fleck am Himmel gerichtet. Dort war nichts zu sehen – vorerst zumindest! Nachdem die Aufnahme dann insgesamt fast 2 Tage lange belichtet wurde, zeigte sich der “leere” Fleck am Himmel aber plötzlich voller Galaxien! Tausende davon wurden nach der langen Belichtungszeit sichtbar und beschäftigten die Astronomen für Jahre. Erst kürzlich habe ich darüber geschrieben, dass Astronomen immer in die Vergangenheit blicken, wenn sie ins All hinaus sehen. Und wenn man so tief blickt, wie beim Hubble Deep Field und so extrem lichtschwache Objekte fotografiert, dann sieht man natürlich auch extrem weit zurück und kann nachvollziehen, wie sich die Galaxien und das Universum entwickelt haben.

Man hat das Experiment auch auf der Südhalbkugel wiederholt und ein südliches “Deep Field” aufgenommen. Man wollte wissen, ob es einen Unterschied macht, in welche Richtung man blickt oder ob das Universum auf großen Skalen wirklich homogen ist (ist es!). Im Laufe der Jahre entstanden aus dieser einen Aufnahme einige hundert wissenschaftliche Publikationen…

Jetzt hat das Hubble-Team die Sache noch einmal getoppt. Aufnahmen aus den letzten 10 Jahren wurden kombiniert um das Hubble eXtreme Deep Field (XDF) zu schaffen. Insgesamt erhielt man so ein Bild mit gewaltigen 23 Tagen Belichtungszeit! So sieht es aus:

So gut wie alles, was in dieser Aufnahme zu sehen ist, ist eine Galaxie. Insgesamt knapp 5500 davon sind hier zu sehen (hier gibt es eine zoombare Version). Die schwächsten gerade noch sichtbaren Galaxien leuchten zehn Milliarden Mal schwächer, als es die Sterne tun, die wir mit freiem Auge sehen können! Das XDF blickt bis in eine 13.2 Milliarden Jahre alte Vergangenheit zurück. Das heißt, wir sehen Galaxien, die nur 500 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sind – aber auch viele, die älter und näher sind.

Dieses Bild wird die Wissenschaftler mindestens genauso beschäftigen, wie es das Hubble Deep Field getan hat. Das XDF wird uns viel über die Entstehung der ersten Galaxien verraten und wie sie sich im Laufe der Zeit entwickelt haben. Und dabei repräsentiert das XDF nur einen winzigen Teil des Himmels. Hier sieht man den Ausschnitt im Vergleich mit der Größe des Vollmonds:

Es gibt da draußen noch so viel zu sehen…

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Kommentare (51)

  1. #1 grumbscut
    26. September 2012

    Eine vielleicht blöde Frage… Wie kann das Hubble ein und den selben Ort solange im Fokus haben? es bewegt sich doch alles irgendwie… wird bei der Belichtung immer nachgeführt? Ist ja Wahnsinn wie scharf solche Bilder dann werden…

  2. #2 Florian Freistetter
    26. September 2012

    @grumbscut: Das wird natürlich nicht am Stück gemacht – da werden viele, viele Einzelbilder zu einem Gesamtbild aufsummiert. Auch zweimal 10 Minuten Belichtungszeit ergeben 20 Minuten insgesamt…

  3. #3 Kallewirsch
    26. September 2012

    Wie kann das Hubble ein und den selben Ort solange im Fokus haben? es bewegt sich doch alles irgendwie…

    Schon. Aber
    a) die Bewegung von Hubble rund um die Erde kannst du erst mal vergessen. Im Vergleich zu den Entfernungen um die es hier geht, ist das praktisch nichts.
    b) d.h. man muss nur dafür sorgen, dass Hubble immer in die gleiche Richtung schaut. Schnapp dir ein paar Sterne und sorg dafür, dass die Sternsensoren sie immer aus der ‘Sicht’ von Hubble an der gleichen Position halten und du hast eine richtungsstabile Ausrichtung, die auch reproduzierbar ist.

    Hubble hat eigentlich nur 2 Einschränkungen: Wenn die Blickrichtung zu Nahe an Sonne oder Mond vorbei geht. Dann wird die Eintrittsöffnung geschlossen, damit insbesondere das helle Sonnenlicht die Instrumente nicht verbrennt.
    Und dann natürlich, wenn es bei jedem Umlauf um die Erde direkt auf die Erde sehen würde (und ansonsten die Richtung beibehalten würde).

  4. #4 Roman
    Wien
    26. September 2012

    Weltraumteleskop Hubble= Erfolgs story!!!

  5. #5 Kallewirsch
    26. September 2012

    Wobei, was red ich denn da.
    Wenn Hubble aufgrund der geometrischen Verhältnisse die Beobachtung eines Objektes abbrechen muss, dann beobachtet man in der Zeit dann eben etwas anderes und macht nicht einfach die Klappe zu.

  6. #6 tina
    26. September 2012

    Die schwächsten gerade noch sichtbaren Galaxien leuchten zehn Milliarden Mal schwächer, als es die Sterne tun, die wir mit freiem Auge sehen können! Das XDF blickt bis in eine 13.2 Milliarden Jahre alte Vergangenheit zurück.

    Wenn man bedenkt, dass vor gerade mal 20 Jahren noch niemand solche Bilder sehen konnte, ist das Ganze noch faszinierender. Ich hoffe, das James Webb Space Telescope wird so schnell wie möglich fertig gebaut. Mehr davon!

  7. #7 Volkan Aydin
    Waltenschwil
    26. September 2012

    eine Frage, ein Objekt strahlt wie ein stern… der rest sieht aus wie halt Galaxien aussehen, woran kann das liegen? es ist ca. 3/4 von links, 2/3 von oben…

  8. #8 nikolina
    26. September 2012

    Was bedeutet den noch 450 Millionen bis zum Urknall? 95% sind schon geschafft? Hab ich aus einem Artikel gefischt. Geht in dem Artikel um Hubble

  9. #9 Roland
    26. September 2012

    @nikolina
    Welcher Artikel?
    Bitte entweder verlinken oder genauen Wortlaut so posten, dass man sieht worum es geht.

  10. #10 nikolina
    26. September 2012

    Spiegel Online hab ich das gelesen.

  11. #11 Roland
    26. September 2012

    @nikolina
    Wenn Du diesen Artikel meintest, dann sag es bitte auch. Bist doch bisher nicht so zimperlich mit Links 😉
    Da sieht man wieder, was passiert, wenn man Sachen aus dem Zusammenhang reißt.
    Lies dies bitte sorgfältig:

    Die fernste Galaxie in der Aufnahme stammt aus einer Zeit, als das Universum erst 450 Millionen Jahre alt war. Zum Vergleich: Inzwischen sind bereits 13.700 Millionen Jahre seit dem Urknall vergangen. Immer tiefer haben Astronomen ins All geblickt. Je ferner die Galaxien, desto älter sind sie. Nach dem neuesten Bild fehlen nur noch 450 Millionen Jahre bis zum Urknall – 95 Prozent des Weges sind schon geschafft.

    Heißt: Hubble kann schon fast bis zum Urknall zurückblicken – nur noch 450 Millionen Jahre. Es hat schon 13,7 Milliarden Jahre zurück geblickt.
    Urknall–Foto————————————————–Heute
    die 2 Striche sind 450 Mio. Jahre, die vielen Striche 13,7 Milliarde Jahre
    Ok?

  12. #12 Jakob
    26. September 2012

    Schon wieder ein Artikel der zeigt wie klasse Wissenschaft ist! Danke dafür =)
    Aber ich hab da nochmal ne Frage:
    Wie ist das denn mit der Homogenität des Universums gemeint?

  13. #13 Roland
    26. September 2012

    @jakob
    Vielleicht hilft Dir das.
    Steckt aber noch viel mehr dahinter.
    Ganz vereinfacht bedeutet es, dass das Universum von überall gleich aussieht.

  14. #14 Florian Freistetter
    27. September 2012

    @Jakob: “Wie ist das denn mit der Homogenität des Universums gemeint?”

    Damit ist gemeint, dass das Universum eigentlich überall gleich aussieht und es keine “besonderen” Bereiche gibt.

  15. #15 Philipp
    Hamburg
    27. September 2012

    Wahrscheinlich ist das jetzt eine doofe Frage, aber ist es so, dass wenn man sich ein Teil des Himmels anschaut, das Universum in den jungen Jahren sieht und auf der gegenüberliegenden Seite das Universum wie es sich weiter expandiert? Beschäftige mich erst seit einigen Monaten so richtig mit Astronomie 🙂

  16. #16 Florian Freistetter
    27. September 2012

    @Phillip: Ne, egal in welche Richtung du schaust, du schaust immer in die Vergangenheit.

  17. #17 Tobex
    27. September 2012

    Ich habe da auch so meine Probleme mit der Belichtungszeit. Je höher die Vergrößerung um so stärker die Verwackelung. Jetzt donnert so ein Teleskop mit 1000enden Km/h um die Erde und soll nicht verwackeln. Kann mir kaum vorstellen dass das länger als ein paar Sekunden gut gehen kann. Zusätzlich muß das Teleskop wackelfrei nachgeführt werden. Da die Aufnahmen aber eben doch existieren, kann ich nur meinen Respekt aussprechen.

  18. #18 Kallewirsch
    Lummerland
    27. September 2012

    Jetzt donnert so ein Teleskop mit 1000enden Km/h um die Erde und soll nicht verwackeln. Kann mir kaum vorstellen dass das länger als ein paar Sekunden gut gehen kann.

    Warum nicht?
    Da ist ja nichts, was das Teleskop anstossen könnte. Kein Luft, kein Wind, kein gar nichts. Das schwebt einfach nur vor sich hin und im Grunde ist es völlig unerheblich, wie schnell es dabei ist.

    Zusätzlich muß das Teleskop wackelfrei nachgeführt werden.

    Das coole in einer Umlaufbahn ist, dass ein Objekt, wenn es erst mal eine Richtung eingenommen hat und jegliche Rotationen in Bezug zu dieser Richtung auf 0 gebracht wurden, es ganz von alleine diese Richtung beibehält. Zumindest auf relativ kurzen Zeitskalen.

    Das was man immer wieder mal auf Animationen sieht, dass da eine Kapsel um die Erde kreist und die Kapsel ist dabei immer parallel zum Teil der Erdkugel unter ihr, das ist eigentlich die Ausnahme. Um das zu erreichen muss man die Kapsel ständig drehen. Würde man das nicht tun, dann würde die Kapsel immer in die gleiche Richtung schauen. In einem Teil vom Orbit zeigt sie mit der Spitze zur Erde und 180 gegenüber auf der Bahn mit dem Hintern.

  19. #19 Kallewirsch
    27. September 2012

    eine Frage, ein Objekt strahlt wie ein stern… der rest sieht aus wie halt Galaxien aussehen, woran kann das liegen? es ist ca. 3/4 von links, 2/3 von oben…

    Ich hab jetzt das Objekt nicht gefunden, welches du meinst. Aber im Allgemeinen ist es relativ leicht, Sterne von Galaxien zu unterscheiden. Sieh dir das Bildchen genau an. Hat es Zacken/Strahlen? (Solche Zacken, wie die die Kinder gerne machen, wenn sie die Sterne malen)
    Wenn ja, dann ist es ein Vordergrund-Stern aus unserer Milchstrasse. Die Zacken/Strahlen rühren vom Strahlengang im Teleskop her, genauer gesagt von der Aufhängung des Sekundärspiegels. Der Grund warum nur Sterne davon betroffen sind ist auch leicht erklärt: Weil aus unserer Entfernung auch die nächsten Sterne mit Hubble immer noch punktförmig erscheinen, wohingegen Galaxien oder Nebel schon flächig sind.

    Also: Alles was im Bild Strahlen/Zacken hat, sind Vordergrundsterne aus unserer eigenen Milchstrasse. Alles was das nicht hat, ist eine Galaxie.

    Und ja: ein paar Vordergrund-Sterne sind praktisch immer auf einer Aufnahme mit drauf.

  20. #20 Kallewirsch
    27. September 2012

    Noch mal aufs Bild geschaut – ich hab in der falschen Ecke gesucht.
    Ja klar, ist eindeutig ein Vordergrundstern aus unserer eigenen Milchstrasse.

  21. #21 klauszwingenberger
    27. September 2012

    @ Tobex:

    Wenn es um Vorgänge geht, die sich abspielen

    – im Vakuum
    – im freien Fall (>ohne Schwerkraftenwirkung)
    -und/oder in Anwesenheit starker elektrischer oder magnetischer Felder

    dann lass alle Alltagsanschauung sausen. Schon für das korrekte Manövrieren von Raumsonden im Erdorbit muss man ein paarmal um die Ecke denken, um es zu verstehen.

  22. #22 Kallewirsch
    Lummerland
    27. September 2012

    Schon für das korrekte Manövrieren von Raumsonden im Erdorbit muss man ein paarmal um die Ecke denken, um es zu verstehen.

    🙂
    Das mussten auch die ersten Gemini Astronauten lernen, als es das erste mal um das Annähern an ein Ziel ging. Intuitiv machten sie: Nase in die richtige Richtung und ein bischen Schub geben. So wie man eben mit einem Auto aus weiter Entfernung auf eine Parklücke zusteuern würde. Der Effekt war aber, dass sie eine Erdumkreisung später weiter vom Ziel entfernt waren als zuvor.

  23. #23 webmantz
    27. September 2012

    Wie schon die älteren Deep Field Aufnahmen ist auch diese hier wieder faszinierend.
    Was ich mich schon öfter gefragt habe, sind die Farben eigentlich unverfälscht? Müssten dann nicht alle Galaxien mehr oder weniger rötlich erscheinen? Immerhin sind die ja alle sehr weit weg, sollten also eine entsprechende Verschiebung aufweisen.
    Schaut man sich aber das Bild an, so finden sich durchaus (scheinbar) gleich große Galaxien (z.B. die 4er-Reihe am oberen Bildrand), von denen eine rötlich, die nächste dagegen regelrecht blau erscheint. Gleich groß deute ich mit “ähnlich weit entfernt”.

  24. #24 Alfons der Viertelvorzwölfte
    Lummerland, Thron
    27. September 2012

    @ Kallewirsch

    Willkommen, neuer Untertan!

  25. #25 afx
    27. September 2012

    was sähe man eigentlich, wenn die letzten 450 millionen jahre “überbrückt” sind? bei 400.000 jahren nach dem urknall müsste doch alles nur noch weiss (?) erscheinen, denn erst nach der rekombination wurde das universum transparent …

    keine ahnung, wo ich das las, obs wissenschatf oder SF war, aber könnte man zeitlich noch näher an den urknall heran? z. b. gravitationswellen-teleskope^^

  26. #26 klauszwingenberger
    27. September 2012

    @ afx

    Korrekt. Irgendwo kommt ein Bereich, in dem man nur noch Mikrowellenhintegrund sieht. “Weiß” ist der aber auch nicht mehr, er hat eine Temperatur von etwa 2,75 K. Und ein paar Schwankungen in der x-ten Nachkommastelle drumrum, und die sind dann erst einmal das, worüber man als nächstes nachgrübeln kann.

  27. #27 Toilettage chiens
    http://www.cleaneyes.fr
    27. September 2012

    Hej,
    Jeg opdagede dit websted for et par dage siden, dette er et sted, hvor jeg har det godt. Tak for alt!

  28. #28 klauszwingenberger
    27. September 2012

    @ Kallewirsch:

    Ja, da muss erst mal einer drauf kommen, dass man zum Überholen abbremsen muss.

  29. #29 Kallewirsch
    27. September 2012

    Müssten dann nicht alle Galaxien mehr oder weniger rötlich erscheinen? Immerhin sind die ja alle sehr weit weg, sollten also eine entsprechende Verschiebung aufweisen.

    Haben sie auch. Aber: für jede Frequenz, die in den roten Bereich verschoben wird, kommt ja am blauen Ende des Spektrums wieder was nach. Das heist (jetzt wirds möglicherweise etwas verwirrend), was wir jetzt optisch sehen können, ist ein Teil des Lichts, welcher vom Ultravioletten Ende des Spektrums soweit rotverschoben wurde, dass unsere Augen ihn wieder wahrnehmen können.
    🙂

    Woher weiß man dann eigentlich, wie weit etwas rotverschoben ist, wenn doch das Licht vom anderen Ende des Spektrums ‘nachrückt’.
    Gute Frage! Jedes Atom absorbiert ganz bestimmte Wellenlängen. Im Spektrum machen sich die als dunkle Linien bemerkbar. Und diese Linien wandern im Spektrum mit der Rotverschiebung mit. D.h. die Rotverschiebung erhält man, indem man feststellt um wieviel diese Absorptionslinien verschoben sind.

  30. #30 KeinAnfang
    27. September 2012

    @Homogenität
    Da hab ich bei den ScienceBusters was von einem “Dunklen Fluss” gehört. Ändert das nicht die Prinzipielle Homogenität, oder ist das Ding so klein (universell gesehen), dass es am Gesamtbild nichts ändert?

  31. #31 robsn
    27. September 2012

    Eine Sache ist für mich als Laie unverständlich. Wir schauen in unserem ca. 13,75 Mrd. Jahre alten Universum in eine bestimmte Richtung und sehen dort 13,2 Mrd. Jahre alte Objekte.

    Liege ich richtig, wenn ich sage, dass wir nicht in jede beliebige Richtung soweit sehen können? Angenommen Hubble hätte in diesem Fall genau in “Richtung Urknall” geschaut, müsste doch die Sicht bei einem Blick in die genau entgegengesetzte Richtung höchstens 0,55 Mrd. Lichtjahre weit reichen.

    Läge ich richtig hätten wir wohl längst den Rand des Universums erspäht. Von daher liege ich wohl nicht richtig. Kann man in einfachen Worten erklären warum nicht?

  32. #32 klauszwingenberger
    27. September 2012

    @ robsn

    Auch hier gilt: lass alle Alltagsanschauung fahren.

    Das, was man den “Urknall” nennt, ist nicht ein Ort, von dem wir uns im Raum entfernen. Der Raum selbst dehnt sich aus, und mit ihm alles, was drin steckt. Dieser “Urknall” hat sich also da, wo Du gerade sitzt, im gleichen Sinne ereignet, wie in der größten kosmologischen Entfernung – er war eben überall. Deshalb ist die ionisierte Wand, hinter der er sich verbirgt, auch in jeder räumlichen Richtung zu sehen. Nur zeitlich ist seine Richtung festgelegt: in der Vergangenheit.

  33. #33 Bullet
    27. September 2012

    Du verwendest ein falsches Modell. Wieder einmal bietet der universale Luftballon die Lösung:
    Dein Standpunkt ist der auf der Oberfläche eines Ballons. (Die Oberfläche des Ballons ist hierbei mit dem Raum des Universums gleichzusetzen. Ja, dem Ballon fehlt dann eine Dimension, aber so ist das nun einmal.) Der Ballon bläht sich auf, und das Oberflächenuniversum expandiert. Wie weit kann man sehen? Nun, natürlich prinzipiell so weit, wie man noch eine Chance hat, Licht von den Objekten einzufangen, die bereits am Anfang da waren. Denn bedenke: während der Gott des [beliebigen Namen je nach Religion einfügen] fleißig in den Ballon pustet, entfernen sich die Objekte auf der Ballonhaut voneinander – und zwar desto schneller, je weiter sie bereits voneinander entfernt sind. Wenn also zwei Objekte, die anfangs nah beieinander waren (einer davon sind wir), aber genau so weit voneinander entfernt, daß die Aufblähung schneller ging als die Lichtstrahlen die wachsende Kluft überbrücken konnten, dann können wir heute auch mit den besten theoretisch möglichen Teleskopen dieses Objekt nicht sehen – weil das Licht niemals zu uns findet. Auf unserer Ballonoberfläche, an der wir entlangschauen, während der Rauschebart *pffffffffff* macht, sehen wir in jede Richtung nur so weit, bis wir an jene Grenze stoßen. Egal ob links um den Ballon herum oder rechts, auch obenrum oder Richtung Tülle – überall ist wachsender Raum mit Galaxien, die sich voneinander entfernen. Und es gibt keine Richtung, in die du sehen kannst, in der es andere Bewegungen gäbe. Weiel:
    Beim Ballon geht die prinzipielle Bewegungsrichtung beim Aufblasen nach außen, während du nur an der Ballonoberfläche entlang sehen kannst.

    Ist das so einigermaßen verständlich?

  34. #34 Bullet
    27. September 2012

    “Du” war hierbei an robsn gerichtet. Nciht an KlausZ. 🙂

  35. #35 robsn
    27. September 2012

    Ich danke vielmals! Ich denke ich habe es verstanden und es leuchtet auf eine gewisse Art ein (soweit das halt möglich ist). Damit werde ich mich mal weitergehend beschäftigen.

    Das Beispiel mit dem Ballon kannte ich bereits, nur ohne die Information, dass ihm eine Dimension fehlt. So war es im Zusammenhang mit dem Wort “Knall” irreführend. Dadurch habe ich mir den Urknall bisher als eine Explosion vorgestellt. Es geht also überhaupt nicht darum, dass der Ballon größer wird, sondern um die Art und Weise auf die sich die Punkte voneinander entfernen. Korrekt?

  36. #36 volki
    27. September 2012

    Ich finde das Rosinenbrötchen viel anschaulicher als den Luftballon, da der Luftballon nur eine 2d Analogie ist.

  37. #37 Wolfgang S.
    28. September 2012

    Also das Bild finde ich noch schöner und beeindruckender als das Hubble Deep Field.
    Bin gerade in meine neue Wohnung gezogen und würde nun daraus gerne eine Fototapete machen – oder ein großes Poster.
    Darf ich das? Und gibts das irgendwo in hoher Auflösung?
    (auf der Hubble Seite nehme ich mal an?)

  38. #38 Wolfgang S.
    28. September 2012

    ok – hab doch relativ schnell die Antwort gefunden.
    Ich darf es (es gibt sogar Copyright-Letters auf der Hubble-Seite, die die Bilder freigeben)
    Und hochauflösend gibts das Bild hier:

    http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/cosmology/2012/37/image/a/warn/

  39. #39 Wissenslücke
    28. September 2012

    Super die Bilder…auch das zoomen ist eine tolle Idee!

    Ich hab nochmal eine Frage an all die schlauen Leute hier, ist zwar nicht direkt auf den Artikel bezogen, hat aber mit den Entfernungen und dem Blick in die Vergangenheit zu tun.
    Möglicherweise wurde so eine Frage schon an anderer Stelle gepostet – dann freue ich mich über einen Link dorthin, falls vorhanden!

    Ich habe (glaube ich) kapiert, was Lichtjahre sind.
    Gerade lese ich das Buch “die kosmische Hintertreppe” (schräge Sprache, aber ist ganz gut zu lesen, wenn man sich mal dran gewöhnt habe, es ist ein historischer Abriss über die Entwicklung der Astronomie, aber wirklich sehr gestrafft).

    Dort gibt es z.B. Berichte über Supernovae, deren Aufleuchten Menschen am Himmel über einen bestimmten Zeitpunkt (z.B. einige Monate oder Wochen) sehen konnten, dann aber wurde das das Licht schwächer oder war irgendwann ganz verschwunden.

    Verstehe ich es richtig, dass das, was die Menschen dort gesehen haben, eben nicht die tatsächlich in dem Moment stattfindende Supernova war, sondern das Licht, welches nach (z.B.) 400 Lichtjahren bei uns auf der Erde sichtbar wurde?
    So habe ich es jedenfalls aufgefasst.

    Beteigeuze scheint ja ein recht konkreter Kandidat für eine “baldige” Supernova sein (wie weit gefasst man “bald” in astronomischen Dimensionen fassen muss, ist mir bewusst), und ich lese immer wieder “hoffentlich erleben wir das noch, es wird möglicherweise spektakulär sein”.
    Verstehe ich es richtig, dass – sollten wir z.B. ab Januar oder irgendwann nächsten Jahres Beteigeuze als Supernova erstrahlen sehen – das eigentliche Explosions-Ereignis dann bereits hunderte (bei Wiki steht was von +/- 640 Lj) Lichtjahre in der Vergangenheit liegt?

    Und kann man Lichtjahre dann auf der Zeitebene mit Erdenjahren gleichsetzen?
    Oder mache ich da einen Denkfehler?

    Das “Erleben” der Supernova wäre dann also der Anblick der weit gereisten Lichtteilchen…aber möglicherweise ist in “Wirklichkeit” dort draussen (also in Beteigeuze-Echtzeit quasi) schon wieder alles vorbei und da hockt nur noch ein kleiner weisser Zwerg und hüllt sich in einen Nebelmantel?

    Danke schonmal vorab,
    Meike

  40. #40 anmasijo
    28. September 2012

    @ Wissenslücke
    Bei dem Begriff “Lichtjahre” handelt es sich um eine Entfernungsangabe, nämlich die Strecke, die das Licht im Vakuum in einem Erdenjahr zurücklegt. Das sind rund 10 Billionen Kilometer (oder 10.000 Milliarden km).
    Dadurch, dass Licht eben auch Zeit benötigt, um sich von einem Punkt zu einem anderen auszubreiten – entgegen unserer alltäglichen Erfahrung – ist alles, was wir sehen, mehr oder weniger ein Bild aus der Vergangenheit.
    Das Bild des Mondes ist 1 1/3 Sekunden alt, das der Sonne ca. 8 Minuten, das des am nächsten gelegenen Sterns aber schon über vier Jahre!
    Alle anderen Lichtinformationen aus dem All sind dementsprechend Bilder einer weit vergangenen Zeit, nichtsdestotrotz für uns erlebbare Wirklichkeit.
    Vielleicht ist Beiteigeuze “in Wirklichkeit” schon zur Supernova geworden, doch gibt es keinen Weg, eine zeitübergreifende Wirklichkeit zu etablieren, daher muss uns eigentlich nur das beschäftigen, was für uns real ist.

  41. #41 Kallewirsch
    28. September 2012

    So habe ich es jedenfalls aufgefasst.

    Das hat du schon richtig aufgefasst.

    Und kann man Lichtjahre dann auf der Zeitebene mit Erdenjahren gleichsetzen?

    Die physikalischen Einheiten passen zwar nicht, weil Lichtjahr eine Entfernungseinheit ist, aber ich versteh schon, was du meinst.
    Und du meinst das richtige, weil ja ein Lichtjahr so definiert ist, dass es die Entfernung angibt die ein Lichtteilchen in eben genau einem Erdenjahr zurücklegt. Wird ein Lichtteilchen in einem Lichtjahr Entfernung ausgeschickt, dann braucht es ein Erdenjahr bis es bei uns ist. So gesehen kann man ein Lichtjahr auch als ‘Zeitmassstab’ auffassen, eben wie lange der Lichtstrahl unterwegs war, ehe du ihn gesehen hast.

    Ansonsten ist das mit dem Licht wie mit der Post in vergangenen Zeiten. Wenn du in einem Brief, der mit berittenem Boten eingelangt ist, das Wörtchen “Jetzt” liest, dann ist damit natürlich nicht der Zeitpunkt gemeint an dem du den Brief liest, sondern dieses Ereignis liegt schon 9 Tage zurück, weil der berittene Bote 9 Tage unterwegs war.

  42. #42 Markus
    28. September 2012

    Wie findet man denn diese weit entfernten Galaxien? Reicht es einfach weit genug reinzuzoomen und wenn die Galaxis klein erscheint und die Rotverschiebung passt ist man fündig geworden?

  43. #43 Alderamin
    29. September 2012

    @Markus

    Genau so. Bei den Hubble Deep Fields belichtete man einfach möglichst “leere” zufällige Himmelsausschnitte ohne viele Vordergrundobjekte. Wenn man lange genug belichtet, findet man überall sehr ferne und damit sehr junge Galaxien. Bei einer Aufnahme durch mehrere Farbfilter kann man die Rotverschiebung auch sehr lichtschwacher Galaxien grob abschätzen, ohne ein Spektrum mit Spektrallinien aufzunehmen. Alles, was sehr stark rötlich (bzw. “infrarötlich”) erscheint, hat eine hohe Rotverschiebung.

    Wenn man die Rotverschiebung exakt wissen will, muss man dann ein Spektrum aufnehmen, was allerdings für die schwächsten Objekte in den Deep Fields nicht machbar ist – wenn man das wenige Licht, das trotz tagelanger Belichtung kaum noch auf dem Sensor ein Signal hinterlässt, noch mit einem Gitter spreizt, dann bleibt nicht mehr genug Licht übrig, um noch abgebildet zu werden.

  44. #44 Eberhardt Ebers
    29. September 2012

    Danke dafür!

  45. #45 Wissenslücke
    29. September 2012

    @Kallewirsch:

    Danke! Das Beispiel mit dem berittenen Briefboten ist sehr anschaulich!

    @anmasijo:

    Wie gesagt, was mit Lichtjahren gemeint ist und wie man sie berechnet, war mir schon klar.
    Du schreibst:
    “Vielleicht ist Beiteigeuze “in Wirklichkeit” schon zur Supernova geworden, doch gibt es keinen Weg, eine zeitübergreifende Wirklichkeit zu etablieren, daher muss uns eigentlich nur das beschäftigen, was für uns real ist.”

    Ja, ich glaube ich verstehe, wie Du das meinst.
    Ich bin einfach immer wieder über die Formulierungen gestolpert, wenn sich Leute wünschen, die Supernova möglichst bald zu “erleben” – auch auf astronomischen Portalen oder Internetseiten wird das so ausgedrückt, das kann eine kleine Laien-Sternenkuckerin dann durchaus mal verwirren 😉

    Noch eine Frage:
    Kann es dann sein, dass einige der Galaxien, die das Ultra Deep Field zeigt, in “Echtzeit” (bzw. nach Rechenmodellen) dort weit, weit draussen bereits gar nicht mehr existieren?
    Ich habe gelesen (weiss leider nicht mehr wo), dass die Expansion des Universums auch zur Folge hat, dass sich immer weniger neue Sterne bilden und die Gas,- und Staubwolken nach und nach weniger Bausteine zur Bildung neuer Sterne und Galaxien zur Verfügung haben, weil eben alles immer weiter von einander entfernt ist.
    Ist das eine der Theorien vom Ende des Universums, oder hat man das wirklich so feststellen können?

    Dass die Milchstrasse mit Andromeda verschmelzen wird, habe ich mitgekriegt – aber was passiert dann weiter?
    Wenn es so ist, dass die Expansion (sogar beschleunigt) stattfindet, dann kann ja eine Verschmelzung und Vergrösserung von Galaxien ja auch nur temporär sein, bis wieder alles weiter auseinander driftet (Korrektur sehr willkommen falls nötig ;-))).

    Ist bekannt, wie Galaxien “enden”? Über die Entstehung von Galaxien findet man ja recht viel, auch über die Kollisionen oder Verschmelzungen.
    Aber wie geht es dann weiter?
    Die verschiedenen Theorien über das Ende des Universums kenne ich (jedenfalls die vereinfachten, laienverständlichen Versionen davon).
    Aber was ist mit einzelnen Galaxien?

    Danke mal wieder vorab!
    Meike

  46. #46 Alderamin
    30. September 2012

    @Wissenslücke

    Noch eine Frage:
    Kann es dann sein, dass einige der Galaxien, die das Ultra Deep Field zeigt, in “Echtzeit” (bzw. nach Rechenmodellen) dort weit, weit draussen bereits gar nicht mehr existieren?

    Sehr wahrscheinlich sind viele von diesen Galaxien miteinander zu größeren Galaxien verschmolzen, also so gesehen nicht mehr existent. Der derzeitige Stand der Forschung geht davon aus, dass größere Galaxien aus der Verschmelzung kleinerer entstanden sind. Auch die Milchstraße hat diverse kleinere Galaxien geschluckt, die bisher ihre Spiralstruktur noch nicht zerstört haben. Wenn sie mit der Andromedagalaxie kollidiert, wird sich das ändern, die beiden werden dann zu einer elliptischen Galaxie verschmelzen.

    So mancher Stern in den frühen Galaxien des Hubble Extreme Deep Fields wird schon verloschen sein und viele neue danach entstanden, aber einige langlebige rote Zwerge der ersten Stunde werden heute noch existieren.

    Ich habe gelesen (weiss leider nicht mehr wo), dass die Expansion des Universums auch zur Folge hat, dass sich immer weniger neue Sterne bilden und die Gas,- und Staubwolken nach und nach weniger Bausteine zur Bildung neuer Sterne und Galaxien zur Verfügung haben, weil eben alles immer weiter von einander entfernt ist.
    Ist das eine der Theorien vom Ende des Universums, oder hat man das wirklich so feststellen können?

    Kann ich nicht so richtig bestätigen. Was sicherlich der Fall ist, das verfügbare Gas ist größtenteils schon in Sterne umgewandelt worden und wird nur teilweise recycled, d.h. Wieder von den Sternen ins All gepustet, z.B. als Supernova oder planetarischer Nebel. damit nimmt die Sternentstehungsrate kontinuierlich ab.

    Ob die kosmische Expansion da eine wesentliche Rolle in der Verknappung des intergalaktischen Gases spielt, mag ich weder bestätigen noch dementieren.

    Dass die Milchstrasse mit Andromeda verschmelzen wird, habe ich mitgekriegt – aber was passiert dann weiter?
    Wenn es so ist, dass die Expansion (sogar beschleunigt) stattfindet, dann kann ja eine Verschmelzung und Vergrösserung von Galaxien ja auch nur temporär sein, bis wieder alles weiter auseinander driftet (Korrektur sehr willkommen falls nötig )).

    Nein, was gravitativ gebunden ist, nimmt an der kosmischen Expansion nicht mehr teil. D.h. Die verschmolzenen Galaxien, Galaxienhaufen und Superhaufen bleiben aneinander gebunden – solange die Expansion so konstant weiterläuft, wie sie das bisher getan hat. Nur wenn die Expansion exponentiell zunähme (was nicht völlig ausgeschlossen ist, aber bisher sieht es nicht danach aus, als ob es so käme), dann käme es irgendwann zu einem Big Rip, der schließlich alles bis zum Atom auseinander reißen würde.

    Ansonsten werden die Galaxien auch nach der Kollision von M31 und der Milchstraße weiter verschmelzen. Die lokale Gruppe driftet auf den Coma-Virgo-Superhaufen zu und da wird es sicherlich zu weiteren Verschmelzungen kommen. Es dürfte aber wegen der Erhaltung des Drehimpulses nicht so weit kommen, dass alle Galaxien in Galaxienhaufen miteinander verschmelzen, und Haufen, die weit genug getrennt sind, wird die kosmische Expansion tatsächlich auseinander treiben, bis sie sich aus der Sicht verlieren.

    Ist bekannt, wie Galaxien “enden”? Über die Entstehung von Galaxien findet man ja recht viel, auch über die Kollisionen oder Verschmelzungen.
    Aber wie geht es dann weiter?

    Es gibt da ein Buch drüber, “Die fünf Zeitalter des Universums“.

    Das “primordiale Zeitalter” vom Urknall bis zur Entstehung neutralen Gases (von dem die kosmische Hintergrundstrahlung
    entstammt) ist schon vorbei. Wir leben derzeit in der stellaren Ära mit überwiegend “normalen”, leuchtenden Sternen. Das dauert noch ungefähr bis 10^14 Jahre, etwa 1000 mal so lange, wie das Universum schon existiert. Dann wird es keine leuchtenden Sterne mehr geben, nur noch Sternenleichen wie verloschene weiße Zwerge, Neutronensterne und schwarze Löcher.

    Danach wird es sehr unsicher. Möglicherweise zerfallen Protonen mit einer Halbwertszeit von ca. 10^30 Jahren (bisher können Zeiten von weniger als 10^33 Jahren experimentell ausgeschlossen werden). In diesem Fall würden sich alle Objekte außer schwarzen Löchern nach ca. 10^40 Jahren in Strahlung aufgelöst haben. Es gäbe dann nur noch schwarze Löcher.

    Aber laut Stephen Hawking sollen auch die irgendwann durch Aussendung von Hawking-Strahlung zerfallen. Das dauert für supermassive Schwarze Löcher sehr viel länger als für stellare. Zwischen 10^40 und 10^101 Jahren sollten jedoch alle schwarzen Löcher zerstrahlt sein und es nur noch aufgrund der kosmischen Expansion immer langwelliger werdende Strahlungsreste geben, bis in alle Ewigkeit.

    Damit ist dann auch klar, was aus den Galaxien wird: sie zerfallen in sehr ferner Zukunft in Strahlung. Es sei denn, das Proton zerfällt nicht. Dann werden auf ewig Sternenleichen in dunklen Galaxien durch den Raum treiben, vielleicht hin und wieder bei einer Kollision eine Supernova auslösen, ansonsten wird ewige Dunkelheit herrschen.

  47. #47 Alderamin
    30. September 2012

    @myself

    Korrektur: wenn das Proton nicht zerfällt, werden die Sternenleichen in jeder Galaxie aufgrund der Abstrahlung von Gravitationswellen immer engere Bahnen umeinander ziehen und ultimativ alle in einem supermassiven schwarzen Loch enden, welches dann durch Hawking-Strahlung zerfällt, und dann bleibt am Ende wieder nur langwellige Strahlung übrig. Ich hab’ keine Ahnung, wie lange das dauern würde, aber vielleicht zögert es das letzte Zeitalter des Universums noch um einige Zehnerpotenzen hinaus. Wir reden hier ohnehin über Zeiten, gegenüber denen das derzeitige Weltalter nur ein unglaublich flüchtiger Moment ist. Mehr als 10^90 mal das derzeitige Weltalter. Kann sich niemand auch nur annähernd vorstellen.

  48. #48 Stefan
    Aachen
    30. September 2012

    Hallo,
    ich hätte da auch noch eine Frage zu Galaxien: In radialer Richtung werden (zumindest rotierende Spiralgalaxien) durch das Gleichgewicht zwischen Gravitationskraft und Zentrifugalkraft stabilisiert. Wenn eine elliptische Galaxie rotiert, funktioniert das in der Richtung genau so. Was stabilisiert aber in Richtung der Drehachse? Müssten die Galaxien nicht zu sehr dünnen Scheiben werden oder oszillieren die Sterne permanent durch die Mittelebene?

  49. #49 Alderamin
    1. Oktober 2012

    @Stefan

    Bei elliptischen Galaxien gibt es keine gemeinsame Drehachse, bestenfalls einen gemeinsamen Drehsinn. Solche Galaxien sind durch Verschmelzung mehrerer Spiralgalaxien entstanden, die verschiedene Drehachsen hatten. Die Sterne kreisen einfach auf individuellen Bahnen um den Schwerpunkt der Galaxie, die alle möglichen Exzentrizitäten und Bahnneigungen haben. Da die Abstände zwischen den Sternen groß sind, stoßen sie nicht zusammen, aber gerade im Zentrum dürften sich die Sterne heftig gegenseitig ablenken, so dass bestimmt keine sauberen Keplerellipsen dabei heraus kommen.

    Das ist dann ganz ähnlich wie in den Kugelsternhaufen.

    Es fragt sich vielmehr, warum Spiralgalaxien überhaupt flach sind und eine gemeinsame Drehachse ausgebildet haben. Das dürfte daran liegen, dass sie aus einer großen Gaswolke entstanden sind, die, bevor sie zu Sternen kollabierte, zunächst eine Scheibe ausbildete. Weil im Gas die Teilchen dichter stehen und öfter kollidieren als die späteren Sterne, werden Bahnen, die die Hauptebene durchstoßen, mit der Zeit durch Reibung und Kollisionen der Teilchen aussortiert und es bleibt nur eine Scheibe mit möglichst wenigen Kollisionen übrig. Die Scheibe bleibt dann erhalten, wenn durch die Sternentstehung das Gas ausgedünnt wird. Ganz ähnlich wie bei der Entstehung von Planeten aus einer protoplanetaren Scheibe.

    Diese Struktur geht dann jedoch bei Galaxienkollisionen mit zufälligen Ausrichtungen der Drehachsen verloren.

  50. #50 Wissenslücke
    1. Oktober 2012

    @Alderamin:
    Danke! Das hilft weiter.
    In der Teilchenwelt kenne ich mich noch weniger aus als in den grossen Zusammenhängen, ich arbeite dran 😉 komme da aber recht schnell an meine Grenzen, da mir etliche Grundlagen fehlen.

    Aber das “Bild an sich” nimmt langsam Formen an!

    Ich finde es einfach absolut wahnwitzig (=beeindruckend), wie weit man (in beide Richtungen, also Vergangenheit und Zukunft) mittlerweile rechnen oder “vorhersagen” kann – auch wenn vieles noch vermutet wird und man evtl. das eine oder andere Modell wieder verwerfen oder anpassen muss.

    Ich lese momentan ein bisschen Historisches zur Astronomie, und man kann einfach nur staunen, wie rasant sich die Erkenntnisse aufeinander türmen, seit man Teleskope bauen kann (und wie unfassbar schnell dann eigentlich die Entwicklung zu so einem Gerät wie Hubble verlaufen ist!).

    LG Meike

  51. #51 Simulacron
    Hamburg
    3. Februar 2014

    Es bleibt die Frage, wo das alles drin ist. Ein aus Atomen bestehender “Behälter” wird es nicht sein.