Bei Vorträgen, Lesungen, Gesprächen, per Email oder auf sonstigen Wegen stellen mir die Menschen immer wieder Fragen zur Astronomie. Das ist auch gut so, denn Fragen zu beantworten gehört ja auch zu meinem Job. Einige Fragen sind dabei aber deutlich beliebter als andere und ich dachte mir es wäre eine gute Idee, diese “Standardfragen” auch mal in eigenen Blog-Artikeln zu beantworten. Also werde ich das ab jetzt in unregelmäßigen Abständen tun und gleich mit einem absoluten Favoriten unter den Fragen beginnen: “Wie groß ist das Universum?”

Eigentlich lässt sich diese Frage schnell beantworten: Wir wissen nicht, wie groß das Universum ist! Aber das ist eine ziemlich unbefriedigende Antwort. Und zum Glück können wir auch eine bessere Antwort geben, wenn wir zuerst klären, was mit “Universum” gemeint ist.

Wie groß ist das Universum? (Bild:  Pablo Carlos Budassi, CC-BY-SA 3.0)

Wie groß ist das Universum? (Bild: Pablo Carlos Budassi, CC-BY-SA 3.0)

Wenn wir “das Universum” als all das definieren, was wir im Weltall sehen oder sonst irgendwie messen oder registrieren können; also als alles das, was wir beobachten können, wird die Sache einfacher. Dann lautet die Frage: “Wie groß ist das beobachtbare Universum?” und die lässt sich beantworten.

Wir können nur das sehen (und wenn ich “sehen” oder “beobachten” schreibe, dann meine ich immer auch “messen”, “registrieren” oder sonst irgendwie “wahrnehmen”), was auf die eine oder andere Art mit uns in Verbindung steht. Einen Stern können wir sehen, weil das Licht das er abgestrahlt hat, auf die Detektoren der Teleskope auf der Erde getroffen ist. Ferne Gaswolken sehen wir, wenn Radiowellen die Radioteleskope treffen. Oder Röntgenstrahlung die Röntgenteleskope. Und so weiter. Wenn wir etwas sehen wollen, müssen wir elektromagnetische Strahlung hier auf der Erde registrieren und diese Strahlung braucht Zeit, um sich auszubreiten. Sie tut das mit Lichtgeschwindigkeit und die maximale Zeit die das Licht hatte, um uns zu erreichen, ist die bisherige Lebensdauer des Universums.

Wir wissen heute ziemlich gut, wie alt das Universum ist: 13,819 Milliarden Jahre. Licht das länger braucht, um die Erde zu erreichen kann logischerweise noch nicht bei uns angekommen sein, weil das Universum dafür noch nicht alt genug ist. Die ältesten Objekte im Universum die wir beobachten können, können daher auch nicht älter sein als 13,819 Milliarden Jahre (in Wahrheit ist es ein wenig komplizierter denn erst knapp 400.000 Jahre nach dem Urknall waren die Bedingungen so, dass sich Licht ausbreiten konnte). Es erscheint daher logisch, dass von der Erde daher auch nur 13,819 Milliarden Lichtjahre in alle Richtungen blicken können. Wenn das Licht in einem Jahr eine Entfernung von genau einem Lichtjahr zurücklegen kann und das Universum 13,819 Milliarden Jahre alt ist, kann das beobachtbare Universum doch auch nur 13,819 Milliarden Lichtjahren groß sein?

Könnte man denken, ist aber nicht so. Denn dabei haben wir vergessen, dass sich das Universum beständig ausdehnt. In der Zeit, in der das Licht von einer fernen Galaxie zu uns unterwegs ist, wird das Universum immer größer. Es hat dann zwar im Extremfall wirklich 13,819 Milliarden Jahre bis zur Erde gebraucht. Aber in dieser Zeit ist das Universum gewachsen und die Entfernung ist daher größer!

Berücksichtigt man die Ausdehnung des Universums in den entsprechenden Rechnungen, dann folgt daraus, dass wir knapp 46,6 Milliarden Lichtjahre in jede Richtung blicken. Die Antwort auf die Frage “Wie groß ist das (beobachtbare) Universum?” lautet also: Es hat einen Durchmesser von etwa 93 Milliarden Lichtjahren!

(Und wer wissen will, wie groß das gesamte Universum ist, muss auf den nächsten Artikel in dieser Serie warten)

Kommentare (74)

  1. #1 volki
    14. Juli 2014

    Die Antwort auf die Frage “Wie groß ist das (beobachtbare) Universum?” lautet also: Es hat einen Durchmesser von etwa 93 Milliarden Lichtjahren!

    Und Martin Bäker hat das vor ein paar Jahren auch sehr schön erklärt:

    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2010/09/19/wie-gross-ist-das-beobachtbare-universum/

    Wie auch immer, ich warte schon auf den 2. Teil:

  2. #2 Dominik
    14. Juli 2014

    Diese Serie finde ich ganz hervorragend. Die grundlegenden Fragen des Universums wird mir hoffentlich meine Tochter bald stellen. Jetzt habe ich eine Quelle, wo ich eine knappe und verständliche Antwort finde.

    Sollte der Nachwuchs die Fragen nicht selbst stellen, fließt es in die allgemeine Erziehungsarbeit ein.

    So oder so – vielen Dank.

  3. #3 Anti-Held
    14. Juli 2014

    Toll, das du dich auch immer mal wieder dieser Grundlegenden Fragen annimmst und sie Didaktisch aufarbeitest.
    Ich nutze jetzt mal die gelegenheit und Stelle auch eine :)
    Es war so in der 5. oder 6. Klasse da haben wir in Physik gelernt das es eine nicht unterschreitbare Temperatur gibt, und zwar da wo alle Teilchen stillstehen, okay na dann gibts auch ne höchste Temperatur hab ich mir damals sofort gedacht, denn schneller als mit Lichtgeschwindigkeit können die sich ja auch nicht bewegen…
    Mein Physik Lehrer konnte meine “Therorie” damals leider weder bestatigen noch wiederlegen.
    Heute bin ich mir zwar bewusst das die antwort auf die Frage :Gibt es eine maximale (theoretische) temperatur und wenn ja wie hoch ist sie?
    Nicht ganz so einfach zu beantworten ist wie ich mir da dachte doch eine befriedigende Antwort kenne ich immer noch nicht.
    Eventuell magst du dich dieser ja einmal annehmen.
    Grüße aus Ratzeburg Anti-Held

  4. #4 McPomm
    14. Juli 2014

    Früher (70er, 80er Jahre) bekam man auf diese Frage immer die Antwort: unendlich groß. Mittlerweile ist das wohl nicht mehr so einfach.

  5. #5 eh i
    14. Juli 2014

    is ja cool, jetzt weis ich das entlich … ;O))

    mich würde noch interessieren:
    was vor dem universum war bzw. wo kommt das rohmaterial der materie her ?
    was ausserhalb des universums ist ?
    wie kann man sich die grenze des universums vorstellen-überlichtgeschwindichkeit rassender raum, was ist das ?
    und was die ursache des selben ist ?

    *gespannt wart* :O)

  6. #6 Alderamin
    14. Juli 2014

    @Anti-Held

    Die Teilchengeschwindigkeit ist zwar druch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt, aber nicht ihre Energie, und auf die kommt es an. Aber jenseits gewisser Temperaturen zerlegt es alle Teilchen in Strahlung und die Grundkräfte vereinigen sich zu einer einzigen.

    Es gibt aber tatsächlich eine höchstmögliche Temperatur, die Planck-Temperatur. Die beträgt 1,4 * 10^31 K.

  7. #7 Carsten
    14. Juli 2014

    @Anti-Held

    Nach theoretischen Berechnungen ist die höchstmögliche Temperatur die Planck-Temperatur, sie liegt bei 1,416833 · 10³² K.

  8. #8 Alderamin
    14. Juli 2014

    @Carsten

    Oh stimmt, 32, nicht 31, muss im Exponenten stehen.

  9. #9 Anti-Held
    14. Juli 2014

    @Karsten, alderamin
    Erst mal vielen dank für die antworten
    Von der Plank Temperatur oder auch der Hargedorn Temperatur hatte ich natürlich schon gelesen.
    So wie ich das sehe/verstehe ist das aber noch lange nicht so, dass hier Wissenschaftlicher Konsens herrscht, das das auch wirklich das ende der Temperatur- skala darstellt, sondern lediglich die grenze des modells welches gerade unser bestes ist die welt zu beschreiben, denn was passiert wenn man immer mehr Energie in das system einbring, (auch nach erreichen der plank temperatur) ist ja noch nicht klar oder?
    Mathematisch stellt die plank temperatur für mich damit eine durchaus nachvollziehbare grenze dar, doch vom verständniss her halt noch nicht…..

  10. #10 Anti-Held
    14. Juli 2014

    Carsten meinte ich natürlich. ..diese handy tastatur ist zum Mäuse melken…

  11. #11 sepiola
    14. Juli 2014

    Hallo Florian, wie wäre es mit einer Rubrik wo man Themenvorschläge machen und Fragen an dich stellen darf ?
    So ähnlich wie das “Verschwörungsgeplauder” wo jeder quatschen darf.

  12. #12 Florian Freistetter
    14. Juli 2014

    @anti-Held: “Eventuell magst du dich dieser ja einmal annehmen.”

    Ist notiert!

  13. #13 Florian Freistetter
    14. Juli 2014

    @sepiola: “Hallo Florian, wie wäre es mit einer Rubrik wo man Themenvorschläge machen und Fragen an dich stellen darf ?”

    Man kann mir immer Fragen stellen. In den Blogkommentaren; per Email, usw. Und die meisten Leute machen das auch – obs da ne eigene Rubrik braucht, weiß ich nicht. Mal sehen.

  14. #14 Florian Freistetter
    14. Juli 2014

    @eh i: “*gespannt wart* “

    Ja, diese Fragen stehen auch auf der Liste und werden auch irgendwann beantwortet. Kann noch ein bisschen dauern…

  15. #15 Florian Freistetter
    14. Juli 2014

    @McPomm: “Früher (70er, 80er Jahre) bekam man auf diese Frage immer die Antwort: unendlich groß. “

    Naja, hier gings ja vorerst mal um das sichtbare Universum. Wie groß das GESAMTE Universum ist, ist ne andere Frage…

  16. #16 Wir
    14. Juli 2014

    Wir wissen heute ziemlich gut, wie alt das Universum ist: 13,819 Milliarden Jahre. Licht das länger braucht, um die Erde zu erreichen kann logischerweise noch nicht bei uns angekommen sein, weil das Universum dafür noch nicht alt genug ist. Die ältesten Objekte im Universum die wir beobachten können, können daher auch nicht älter sein als 13,819 Milliarden Jahre
    Wie kann es denn Objekte (die wir nicht beobachten könnten) geben die älter sind als 13,819 Milliarden Jahre, wenn es das Universum davor noch gar nicht gab? Oder haben wir den Satz falsch verstanden?

  17. #17 Niels
    14. Juli 2014

    @Anti-Held

    So wie ich das sehe/verstehe ist das aber noch lange nicht so, dass hier Wissenschaftlicher Konsens herrscht, das das auch wirklich das ende der Temperatur- skala darstellt

    Das siehst du meiner Meinung nach richtig.
    Die Plank-Temperatur ist die Temperatur, bei der ein Objekt Wärmestrahlung mit der Wellenlänge der Planck-Länge abstrahlt. Mehr steckt da nicht dahinter.
    Unsere aktuellen physikalischen Modelle stoßen zwar an der Plank-Skala an ihre Grenzen, das ist aber eigentlich keine fundamentale Schwelle. Von einer Weltformel (Stringtheorie, …) wird allgemein erwartet, dass sie auch diese Bereiche problemlos beschreibt.

    Meiner Einschätzung nach spricht momentan nichts dafür, dass es einen theoretischen oberen Grenzwert der Temperatur gibt. Wobei es da natürlich schon deutlich unterhalb der Plank-Skala um keine irgendwie mehr messbare Größe geht.

  18. #18 Sepp
    14. Juli 2014

    @Wir: Das hast du falsch verstanden. Es geht nicht um das Alter der Objekte, sondern um die Reisedauer des Lichts von diesen Objekten zu uns.

  19. #19 kryptonoob
    14. Juli 2014

    @Euch #16:
    Das habt Ihr wohl falsch verstanden: “…weil das Universum dafür noch nicht alt genug ist.” exkludiert doch ältere Objekte und Florian weist nur noch einmal auf den Umkehrschluss hin.

  20. #20 SonnenKlar
    14. Juli 2014

    @Florian
    Stichwort: Endlose Inflation
    Geht es darum im nächsten Artikel? Dann kann ich’s kaum erwarten :>

  21. #22 Flo
    14. Juli 2014

    Hm, kommt mir das nur so vor oder habe ich das ganze, natürlich anders formuliert, erst vor kurzem auf englisch gelesen? *grübel* Na ja, manche Fragen werden wohl immer wieder gestellt.

  22. #23 Jan Halber
    14. Juli 2014

    Bin noch Schüler, aber ich dachte, nichts (zumindest nichts was Licht aussenden kann) könne sich schneller bewegen(&ausbreiten) als Licht.
    Dann müsste doch der maximale Durchmesser des Universums ca.27 Milliarden Lichtjahre+[Durchmesser beim Anfang] sein.
    Und das (Nichts) dahinter kann kein Licht aussenden, weil dort nichts existiert..
    Damit man also aus einem Gebiet mit Durchmesser 93 Mrd. Lichtjahre Dinge beobachten kann, müsste das Universum entweder zu Beginn einen Durchmesser von über 60Mrd.LJ gehabt haben oder von verschiedenen Punkten gestartet sein. Ist das aus heutiger wissenschaftlicher Sicht denn überhaupt möglich/wahrscheinlich?
    Die zweite Möglichkeit ist ja schon recht ansprechend.

  23. #24 Locust
    Wien
    14. Juli 2014

    Ich werd das nie verstehen…
    Lassen wir die Ausdehnung des Universums der Einfachheit halber einmal weg.
    Wenn das Universum 13,819 Milliarden Jahre alt ist: Wieso hat das älteste Licht so lange zu uns gebraucht, wo “wir” doch beim Urknall alle ganz nahe beisammen waren…? Das Licht von damals hätte uns doch schon viel früher treffen müssen, oder was sehe ich da falsch???

  24. #25 Florian Freistetter
    14. Juli 2014

    @Jan Halber: “Dann müsste doch der maximale Durchmesser des Universums ca.27 Milliarden Lichtjahre+[Durchmesser beim Anfang] sein.”

    Genau diesen Trugschluss habe ich ja erklärt: Das ist nur dann der Fall, wenn sich das Universum NICHT ausdehnen würde. Das tut es aber. WÄHREND das Licht unterwegs ist, wird das All größer und die Quelle des Lichts ist weiter von der Erde entfernt, wenn das Licht ankommt, als sie es zu dem Zeitpunkt war, wo das Licht von dort aufgebrochen ist.

  25. #26 Florian Freistetter
    14. Juli 2014

    @Locust: “Das Licht von damals hätte uns doch schon viel früher treffen müssen, oder was sehe ich da falsch???”

    Nein, hat es auch. Aber damals gab es nicht viel, was Licht aussenden hätte können. Nur die Hintergrundstrahlung und da die eben tatsächlich überall war und von überall kommt, sehen wir halt heute den Teil der Hintergrundstrahlung, der von weit weg gerade bei uns ankommt während die Hintergrundstrahlung die früher bei “uns” war, jetzt schon längst woanders ist.

  26. #27 Wiener
    14. Juli 2014

    Ich glaube, Jans Frage war anders gelagert. Ich verstehe seine Frage so: Wenn nichts schneller sein kann als das Licht, kann sich das Universum auch nur mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnen. Und darum kann man sagen, dass das Universum max. 27 Lichtjahre groß sein kann.
    Wenn ich das richtig in Erinnerung habe, ist es aber so, dass die Ausdehnung des Raumes schneller geschehen kann (was auch immer das jetzt bei der Ausdehnung von Raum heißt). Außerdem ist die Größe des Universums beim Urknall nicht bekannt (oder?). Florian kann das bestimmt klarstellen.

  27. #28 Florian Freistetter
    14. Juli 2014

    @Wiener: “Wenn nichts schneller sein kann als das Licht, kann sich das Universum auch nur mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnen. “

    Auch diese Frage wird nochmal extra beantwortet werden. Es kann sich nichts schneller durch den Raum bewegen als mit Lichtgeschwindigkeit. Das Universum selbst kann sich ausdehnen, so schnell es möchte.

  28. #29 Jan Halber
    14. Juli 2014

    @Wiener – ja, so war das gemeint.
    @Beide: Danke!
    Das mit der beliebigen Ausdehnungsgeschwindigkeit war mir nicht klar.
    Dann freue ich mich schon auf den Eintrag dazu.

  29. #30 Peroppi
    14. Juli 2014

    Nach dem Lesen des Artikels und der Kommentare komme ich gerade ins Grübeln über die Ausdehnung des Universums. Was genau dehnt sich denn aus? Ist es der Raum als solches, also sozusagen das “Raster” in dem sich alles abspielt? Oder sind es nur die Abstände zwischen bestimmten Objekten – zum Beispiel zwischen Galaxien? Werden also auch Elementarteilchen größer oder entfernen sie sich voneinander?

    Dazu ein seltsames Gedankenexperiment:
    Wenn man eine sehr lange Stange (wirklich sehr lang) an einem Ende irgendwo im Raum befestigt, was passiert mit dem anderen Ende der Stange? Angenommen die Stange ist Milliarden Lichtjahre lang. Würde ihr anderes Ende dann durch den sich ausdehnenden Raum sausen? Ab einer bestimmten Länge würde es ja Lichtgeschwindigkeit erreichen, was nicht möglich ist. Also schätze ich eher, dass die Stange selbst sich auch ausdehnt. Ist das richtig?

    PS: ich freue mich auch schon auf den nächsten Artikel der Serie :)

  30. #31 Chemiker
    14. Juli 2014

    @Peroppi

    Bei Martin Bäker gibt es ein paar Überlegungen zur Ausdehnungen des Raumes, die Dir vielleicht weiterhelfen:

    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2014/03/21/wenn-der-raum-sich-ausdehnt/

    Wenn ich das richtig verstanden habe, dann gibt es kein „Raster“ sondern nur Abstände, materielle Objekte dehnen sich nicht aus, alle Details folgen dem Naturgesetz von der Maximalen Verwicklung und daher ist alles viel komplizierter, als man es erwartet.

  31. #32 Sepp
    14. Juli 2014

    @Peroppi: Ja, es ist der Raum der sich ausdehnt und nicht die Abstände zwischen den Objekten. Auf “kleinen” Skalen, also Atomen oder ganzen Sonnensystemen, macht sich das aber nicht bemerkbar. Die Kräfte zwischen den einzelnen Objekten sind so stark, dass die Ausdehnung locker wieder ausgeglichen wird. Erst bei riesigen Distanzen fällt das auf, da dann die Ausdehnung die Gravitationskraft übertrifft.

    Da sich die Ausdehnung beschleunigt, zumindest geht man davon aus, wird es selbst für Atome irgendwann sehr interessant, bzw. eigentlich extrem langweilig. Irgedwann ist die Ausdehnung auch lokal so schnell, dass auch Atome zerrissen werden. Irgendwann würde die Ausdehnungsgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit übertreffen und jedes Teilchen wäre für sich alleine und könnte nie wieder in Wechselwirkung mit anderen Teilchen treten.

  32. #33 swage
    14. Juli 2014

    Die ältesten Objekte im Universum die wir beobachten können, können daher auch nicht älter sein als 13,819 Milliarden Jahre.

    Bei den entfernteren Quasaren kommen mir ernste Zweifel, aber gut: Das Entfernteste, was wir erkennen können ist der kosmische Strahlungshintergrund. Der sollte ja nach diesem Modell mittlerweile 46,6 milliarden Lichtjahre entfernt sein. Sollte dieser dann nicht, nach immerhin13,8 Gyr, aus dem beobachtbaren Bereich entschwunden sein?

  33. #34 Florian Freistetter
    14. Juli 2014

    @swage: Lies mal diesen Artikel hier: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2012/01/03/die-rotverschiebung-und-die-vielen-entfernungen-der-kosmologie/
    Du verwechselt das Licht mit dem Objekt.

  34. #35 Steffmann
    14. Juli 2014

    @Peroppi

    Mal abgesehen davon, dass dein Gedankenexperiment ein bisschen was von

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

    hat, scheinst du einen grundlegenden Mechanismus nicht verstanden zu haben. Keine Materie, egal welche, dehnt sich aus. Nur der Raum. Deine Eisenstange würde einfach ihre Grösse behalten. Na ja, bei der Grösse würde sie natürlich den Raum aufgrund der enormen Masse krümmen :-)

    Ich kann dir nur empfehlen, dich mal in das Thema Inflationstheorie einzuarbeiten. Extrem spannend und bringt auch irgendwann den Aha-Effekt.

  35. #36 Peroppi
    14. Juli 2014

    @Steffmann

    Wenn die Stange also ihre Größe behält und nur der Raum drumherum sich ausdeht, dann bewegt sich das lose Ende relativ zum Raum. Das führt zu dem Problem, dass die Stange bei entsprechender Länge Lichtgeschwindigkeit erreicht.

  36. #37 Alderamin
    14. Juli 2014

    @Steffmann

    Die Frage von Peroppi ist aber gar nicht so schlecht.

    Angenommen, man hätte eine starre Stange, die so lang sei, dass sich der Raum über die Länge der Stange mit mehr als doppelter Lichtgeschwindigkeit vergrößern würde. Was würde mit der Stange passieren?

    Sie könnte es dem Raum nicht überall “Recht machen”. Bliebe sie in bzgl. ihres Massenzentrums in Ruhe, dann würde der Raum an ihren Enden jeweils mit Lichtgeschwindigkeit wachsen und Galaxien in der Nähe der Enden würden sich schneller von ihr entfernen, als das Licht (aus Sicht der Galaxien wäre es umgekehrt, sie wären in Ruhe und das Ende der Stange würde von der Raumexpansion fortgerissen). Lokal können sich aber keine Objekte mit dieser Geschwindigkeit zueinander bewegen. Dann müsste es die Stange eigentlich zerreissen.

    Falls Niels mitliest, vielleicht hat er eine Idee.

    Das Problem erinnert mich an das Bellsche Raumschiffparadoxon. Ist das vielleicht dasselbe?

  37. #38 Alderamin
    14. Juli 2014

    @Peroppi #36

    hat sich überschnitten, genau diese Frage stelle ich mir auch.

  38. #39 swage
    14. Juli 2014

    Du verwechselt das Licht mit dem Objekt.

    Ich bin mir nicht sicher. Bei einem 46,6 milliarden Ly entfernten Objekt beträgt die Reichweite 13,8 milliarden Ly im momentan möglichen Zeitraum. Natürlich waren die Distanzen ursprünglich kürzer, aber die zum jetzigen Zeitpunkt abgegebene Strahlung bräuchte 46,6 milliarden Jahre um zu uns zu gelangen. Da klafft irgendwo eine Lücke von 32,8 milliarden Ly, nein?

  39. #40 Steffmann
    14. Juli 2014

    @Alderamin
    @Perropi

    Meiner Ansicht nach ein Beobachterproblem. Tatsächlich würde sich die Stange selbst nicht verändern, nur hätte der jeweilige Beobachter den Eindruck, dass es so wäre.

  40. #41 Hirk
    Düsseldorf
    14. Juli 2014

    Mir fallen zu “Universum” immer Fragen ein, die wohl nicht beantwortbar sind, oder doch? Hat das U einen Drehimpuls und hätte das einen Effekt? Gehören die Voids dazu oder sind das Löcher im Objekt? Ist ein “harter Rand” wahrscheinlich, oder wird es nach Außen immer dünner?

  41. #42 Florian Freistetter
    14. Juli 2014

    @swage: Nein. Du verwechselst auch die Gegenwart mit der Vergangenheit. Das beobachtbare Universum ist immer ein Bild der Vergangenheit.

  42. #43 swage
    15. Juli 2014

    Formulieren wir es mal so: das Nachbild hält nicht mit der kosmischen Expansion schritt, deswegen kommen wir bei 13,8 milliarden Jahren auf eine Ausbreitung von 46,6 milliarden Lichtjahren. Ist es dann nicht plausibel zu erwarten, das der Informationsfluss irgendwann abreißt, da die Expansion die Geschwindigkeit des Informationsflusses überschreitet?

  43. #44 Hanno
    15. Juli 2014

    Ich hätte auch noch eine Frage:
    Wenn man erstens weiß wie schnell sich das Universum ausdehnt und zweitens weiß wie alt es ist – folgt daraus nicht quasi automatisch wie groß das gesamte Universum ist, auch wenn man es nicht sehen kann? Du sagst ja dass wir nicht wissen wie groß das Universum ist, aber das erscheint mir jetzt erstmal unlogisch (aber vielleicht wird das im nächsten Artikel klarer).

  44. #45 Jan
    15. Juli 2014

    @Hanno
    Dazu müssten wir wissen, wie groß das Universum am Anfang war. Und das wissen wir vom nicht beobachtbaren Unviersum ja nicht.

  45. #46 mr_mad_man
    15. Juli 2014

    Erst mal vielen Dank für den Start dieser Serie über die “Standardfragen” der Astronomie und Kosmologie. Bin jetzt schon gespannt auf all die anderen Artikel. Und zu diesem hier:
    Das Bild zeigt ja das beobachtbare Universum, und nicht das gesamte Universum (?), folglich müsste es doch dann richtig sein, wenn man sagt, dass wir (die Erde) uns exakt im Mittelpunkt des beobachtbaren Universums befinden. Das würde dem widersprechen, dass oft gesagt wird die Erde ist nicht der Mittelpunkt des Universums. Und genau hier ist dann die Unterscheidung zwischen Universum (das gesamte) und beobachtbares Universum wichtig, damit man nicht aneinander vorbeiredet.

    Dass das gesamte Universum größer ist als das Beobachtbare, und die Erde nicht der Mittelpunkt des Gesamt-Universums ist, ergibt sich dann aus einer relativ einfachen Überlegung, dass nämlich das beobachtbare Universum von einem anderen Ort aus eben auch ein anderes beobachtbares Universum ist. Würden wir z.B. auf dem Mars Teleskope aufbauen, und der Mars ist 20 Lichtminuten von uns weg, kann man vom Mars aus in die eine Richtung 20 Lichtminuten weiter gucken und in die andere Richtung 20 Lichtminuten weniger weit gucken, als von der Erde. Das klingt jetzt vielleich alles trivial, aber mir ist dieses Verständnis wichtig (kann jemand meine Überlegungen bestätigen?), da später bestimmt auch ein Artikel zum Urknall kommt, und da dann bestimmt auch unterschieden werden muss Urknall des gesamten oder “nur” des beobachtbaren Universums. Ich lese gerade das Buch “Die perfekte Theorie” (auf das ich durch diesen Blog aufmerksam wurde, Danke!!!) und da geht es ja auch um diese Themen. Und was ich in meinen Kopf nicht reinkriege ist Singularität mit Urknall-fand-überall-statt zu vereinigen. Ich will mit meinen Fragen jetzt aber auch nicht vorgreifen, freue mich auf die kommenden Artikel. Nur eins noch: Ist meine Annahme Erde gleich Mittelpunkt des beobachtbaren Universums richtig?

  46. #47 Witold Ch.
    15. Juli 2014

    Es stellt sich mir nun auch die Frage, ob man von einer Struktur des ganzen Universums sprechen kann, von einem Zentrum, von oben/unten, hinten/vorne und links/rechts, ob das Universum eine Kugelgestalt hat, die ständig an der Peripherie wächst, wo genau in dieser Strukturunsere Galaxie sich befindet – oder ob man überhaupt nicht von einer klar erkennbaren Struktur sprechen kann, weil sich ja alles ständig verändert und wir nur das Licht und all die Strahlungen von Zuständen wahrnehmen, die es gar nicht mehr gibt?

  47. #48 Franz
    15. Juli 2014

    Eins verstehe ich nicht. Wenn man von einem Urknall vor ‘x’ Jahren ausgeht in dem das Universum zumindest sehr winzig war und dann noch die Expansionsgeschwindigkeit extrapoliert, dann müsste man auch die Ausdehnung eines etwaigen unsichtbaren Teils berechnen können. Oder geht man davon aus, dass sich die Expansionsgeschwindigkeit öfter massiv geändert hat ?

    @mr_mad_man
    Ich würde es so formulieren. Jeder beliebige Punkt im Universum ist das Zentrum des beobachtbaren Universums in diesem speziellen Punkt.

  48. #49 SonnenKlar
    15. Juli 2014

    @Florian
    Danke! Jetzt hab ich wieder was zum Lesen :)

    Ist es eigentlich okay, Jahre alte Artikel noch zu kommentieren?

  49. #50 Florian Freistetter
    15. Juli 2014

    @Franz: “Oder geht man davon aus, dass sich die Expansionsgeschwindigkeit öfter massiv geändert hat ?”

    Kann gut sein. Siehe Inflation – die kann im Prinzip beliebig oft beliebig schnell stattgefunden haben.

  50. #51 Florian Freistetter
    15. Juli 2014

    Sonnenklar: “Ist es eigentlich okay, Jahre alte Artikel noch zu kommentieren?”

    Warum nicht? Passiert ja immer wieder.

  51. #52 Peroppi
    15. Juli 2014

    @swage
    Lies mal den im allerersten Kommentar von volki verlinkten Artikel von Martin Bäker. Dort wird auch gut erklärt, warum Licht trotzdem zu uns kommt, das von einem so weit entferntem Ort ausgeht, dass er sich schneller als Lichtgeschwindigkeit von uns entfernt.

  52. #53 Alderamin
    15. Juli 2014

    @Hanno

    Wenn man erstens weiß wie schnell sich das Universum ausdehnt und zweitens weiß wie alt es ist – folgt daraus nicht quasi automatisch wie groß das gesamte Universum ist, auch wenn man es nicht sehen kann?

    Wie Jan schon sagt, man weiß nicht, wie groß das Universum zu Beginn war, es könnte möglicherweise sogar schon als unendlich großer Raum angefangen haben. Die Raumexpansion ist im wesentlichen eine Verringerung der Dichte der Materie im Raum. Was schon unendlich begonnen hat, kann ja nicht mehr wachsen.

    Selbst bei endlich großem Anfang gab es höchstwahrscheinlich eine Phase, in der der Raum inflationär, d.h. mit sehr viel größerer Geschwindigkeit als heute, wuchs, etwa eine Verdopplung alle 10^-35 s, wenigstens 100 mal bis zur Sekunde 10^-33. Dabei wurden Gebiete, die zu Beginn im thermischen Gleichgewicht waren, so weit auseinander gerissen, dass sie danach nicht mehr per Strahlung in Kontakt treten konnten. Das sehen wir heute noch an den Temperaturunterschieden in der Hintergrundstrahlung. Alles, was am Himmel in der Hintergrundstrahlung weiter als zwei Vollmonddurchmesser auseinander liegt, hatte nach der Inflation keinen Kontakt mehr miteinander, Temperaturunterschiede sind nicht mehr korreliert (und das begründet die Inflationstheorie).

    @mr_mad_man

    Dass das gesamte Universum größer ist als das Beobachtbare, und die Erde nicht der Mittelpunkt des Gesamt-Universums ist, ergibt sich dann aus einer relativ einfachen Überlegung, dass nämlich das beobachtbare Universum von einem anderen Ort aus eben auch ein anderes beobachtbares Universum ist.

    Ganz genau.
    Wir befinden uns heute in der Situation eines Seereisenden auf hoher See, der überall um sich herum blaues Meer bis zu einem Horizont sieht, der in jeder Richtung gleich weit entfernt ist, und bei dem nicht klar ist, wie weit es dorthinter weiter geht. Wie oben gesagt, wir können über Temperaturkorrelationen in der Hintergrundstrahlung den Horizont für jeden Ort darin zur damaligen Zeit vermessen, er beträgt 1° im Durchmesser entsprechend 380000 Lichtjahren zur damaligen Zeit.

    @Witold Ch.

    Es stellt sich mir nun auch die Frage, ob man von einer Struktur des ganzen Universums sprechen kann, von einem Zentrum, von oben/unten, hinten/vorne und links/rechts, ob das Universum eine Kugelgestalt hat, die ständig an der Peripherie wächst, wo genau in dieser Strukturunsere Galaxie sich befindet – oder ob man überhaupt nicht von einer klar erkennbaren Struktur sprechen kann, weil sich ja alles ständig verändert und wir nur das Licht und all die Strahlungen von Zuständen wahrnehmen, die es gar nicht mehr gibt?

    Ich nehme an, Du meinst mit Struktur die Topologie des Universums. Was wir wissen ist: der Raum ist im Großen euklidisch flach (d.h. die Winkelsumme im Dreieck ist 180°, der Kreisumfang ist 2*pi*Radius, das gilt z.B. auf Kugeloberflächen nicht). Im Großen ist die Verteilung der Galaxien entlang von Filamenten zwischen großen leeren Räumen (Voids) homogen, deswegen denken wir, dass wir bei einem Blick in die Ferne, also in die Vergangenheit, die Welt so sehen, wie sie ganz ähnlich auch bei uns war.

    Die Ausdehnung findet nicht an einer Peripehrie statt (die gibt es höchstwahrscheinlich nicht), sondern überall, allerdings werden durch Kräfte gebundene Objekte nicht von der Expansion mitgezogen. Die Andromedagalaxie bewegt sich wegen der Anziehung zwischen ihr und der Milchstraße z.B. auf uns zu, aber Galaxien in 50 Millionen Lichtjahren Entfernung scheinen mit ca. 1070 km/s von uns wegzudriften – in Wahrheit wächst der Raum zwischen ihnen und uns um 1070 km in jeder Sekunde. Das Vakuum expandiert überall aus sich heraus.

    Ob der Raum jenseits des kosmischen Horizonts gekrümmt ist und ein endliches Volumen hat, so wie die Oberfläche einer Kugel eine endliche Fläche hat, ob sie eine Hyperkugel (z.B. eine 3-Sphäre) oder ein Hypertorus (z.B. ein 3-Torus) ist oder einfach ein unendlich großer euklidischer Raum ist, können wir nicht entscheiden.

  53. #54 eos
    15. Juli 2014

    Danke für den Start dieser tollen Serie! Ist wirklich sehr informativ, den Artikel und auch die Kommentare zu lesen!

  54. #55 Witold Ch.
    15. Juli 2014

    Vielen Dank für die ausführlichen Antworten.

    Ich bin bis jetzt immer davon ausgegangen, den Raum als etwas schon immer Gegebenes und Unendliches anzunehmen , indem sich Energie und Materie in der Weise formieren, wie wir es wahrnehmen können.

  55. #56 swage
    15. Juli 2014

    @Peroppi
    Habs anfänglich überflogen, nun nochmal genauer angeschaut und auch das Paper im arXiv.

    Irgendwann kriege ich das noch gebacken. Objekte “rutschen” wegen der Raumausdehnung hinter den Beobachtungshorizont. Das Licht muss natürlich aber erstmal ankommen. Ich bin dummerweise vom 13,8 milliarden Jahre Beobachtungshorizont ausgegangen, das ist aber natürlich (noch) nicht die tatsächliche Reichweite unserer Teleskope. Möglicherweise mit der richtigen Gravitationsquelle als Linse… jedenfalls ist da noch ein paar hundert millionen Jahre Spielraum.

  56. #57 WolfInSheepskin
    16. Juli 2014

    Wenn die Bewegung von Teilchen ein Maß für Temperatur ist, dann ist die höchste Temperatur dann erreicht wenn sich die Teilchen mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen schätze ich mal, ohne masselos zu sein.

  57. […] Simplex eine neue Reihe mit Antworten auf häufig gestellte Fragen. Los geht es mit der Frage “Wie groß ist das Universum?” Und wie so oft lässt sich auch diese Fragte nicht so einfach […]

  58. #59 adenosine
    18. Juli 2014

    Kann man abschätzen, wie viel unterschiedliche Zustände die Materie in unserem Universum annehmen könnte?

  59. #60 Alderamin
    18. Juli 2014

    @adenosine

    Laut Brian Greene (“The Hidden Reality”) etwa 10^10^122 Quantenzustände für die Materie im beobachtbaren Universum.

    Siehe auch hier.

  60. #61 Robert
    https://www.elitecoachings.de/
    19. Juli 2014

    Schön erläutert 😉 Ich freue mich schon auf den zweiten Teil.

  61. #62 Cloudysky
    23. Juli 2014

    Interessant wäre jetzt noch zu wissen, ob es zwischen der Lichtgeschwindigkeit und der Ausbreitung des Universums eine Korrelation gibt. Wird die, von Wellen und Teilchen, maximal erreichbare Geschwindigkeit (Lichtgeschw.) nicht von der Ausbreitung des Universums bestimmt? Grundsätzlich bewegt sich ja alles in diesem sich ausbreitenden Universum relativ zu elektromagnetischen Wellen.

    Höchstwahrscheinlich ist die Antwort einfach nur “Nein!”, aber egal 😉 ist ja nur eine Überlegung ohne fundamentales Wissen.

  62. #63 app-stein
    24. Juli 2014

    @Cloudysky
    Die Antwort heisst: . . . .. “42” . . .ähhh – “Ja” wollte ich schreiben.
    Ob es eine Korrelation gibt kann ich dir nicht sagen. Das können die fundis eher als ich. Die Überlegung teile ich mit dir. Es muss einen Raum und / oder Mechanismus geben, der Relativität ermöglicht. Die Energie, die das “Zuviel” an Lichtgeschwindigkeit beschreibt, kann sich im Raum, in der Lichtgeschwindigkeit unterwegs ist, nicht sein. Also verteilt / verlagert sie sich woanders hin. Dieser andere Raum / Ort kommuniziert mit dem Raum “Lichtgeschwindigkeit” in Form von “Gleichzeitigkeit”.
    Das geht in die Richtung Kosmologische Konstanten und Homogenität von Raum, Zeit und Energie . . . ..

  63. […] “Wie groß ist das Universum?” und “Ist das Universum unendlich groß?” gibt es noch eine dritte Frage zum Universum, […]

  64. […] aus irgendwie mit Teleskopen und anderen Instrumenten registrieren können. Dieses Universum ist schon ziemlich groß, aber mit Sicherheit nicht alles, was existiert! Wir wissen, dass es auch hinter unserem […]

  65. #66 Siegfried Albrecht
    Chemnitz
    8. Juni 2015

    Neuerdings ist die Rede von Multiversen.
    Wa ist hinter dem Ende unseres Universums?
    Steht da ein Schild ,hier ist das Universum zu Ende?
    Was ist dahinter?
    Ebenso stellt sich die Frage was vor dem Urknall war.
    Einige Astrophysiker haben dazu neue Antworten ,die aber
    kaum groß an die Öffentlichkeit gelangen.
    Hat das etwas mit Glaubensfragen zu tun?

  66. #67 Florian Freistetter
    8. Juni 2015

    @Siegfried Albrecht: “Einige Astrophysiker haben dazu neue Antworten ,die aber kaum groß an die Öffentlichkeit gelangen.”

    Sie müssen nur schauen: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2012/11/09/ist-wissenschaft-dogmatisch/

  67. #68 Ulrich Basting
    Braunschweig
    24. Juli 2015

    Bin erst Heute auf diesen wirklich interessanten Artikel gestossen. da mich die Grösse des Universums interessierte.
    Bis auf einen Satz ist der Artikel verständlich:

    Zitat:
    Berücksichtigt man die Ausdehnung des Universums in den entsprechenden Rechnungen, dann folgt daraus, dass wir knapp 46,6 Milliarden Lichtjahre in jede Richtung blicken.

    Wie kommt man denn auf diese Zahl?

  68. #69 Physik
    4. Oktober 2015

    Ich habe mal eine kleine Formel gemacht sie ist noch nicht ganz fertig:
    t
    _
    \ H
    /

    n=1

    Sorry man kann das Sigma bei meinem Rechner nicht schreiben!

  69. #70 JaJoHa
    4. Oktober 2015

    Dann nutz Latex für Formeln. \sum\limits^n_{i=1}\frac{x^i}{i!}

  70. #71 Physik
    4. Oktober 2015

    @JaJoHa Man kann die Formel auch so schreiben: U = H * t. U ist die Größe des (U)niversums mit der Einheit (km / t * Mpc)^2, H ist die (H)ubble-Konstante (70 km / t * Mpc < H < 78 km / t * Mpc) mit der Einheit km / t * Mpc und t ist die vergangene Zeit ((t)ime) nach dem Urknall (t < Singular) mit der Einheit s.

  71. #72 Stevan
    Čurug
    19. März 2016

    Das uniwersum ist uns grenzen los,weil wir nicht so weit denken konen.93 milliarden licht jahren?Das past nicht in unsere kopf.

  72. #73 Kartal
    Leverkusen
    1. April 2016

    “Wie groß ist das (beobachtbare) Universum?” lautet also: Es hat einen Durchmesser von etwa 93 Milliarden Lichtjahren!
    Nach Meinung der Wissenschaftler ist das Alter des Universums ca. 14 Milliarden Jahre alt.
    Danach dürfte die Theorie des Urknalls wohl oder übel hinfällig sein.
    Oder wie ist es zu erklären, dass der Durchmesser und das Alter des Universums im Verhältnis zur Lichtgeschwindigkeit, schon rein rechnerisch übereinstimmen sollen?

  73. #74 Florian Freistetter
    1. April 2016

    @Kartal: “Oder wie ist es zu erklären, dass der Durchmesser und das Alter des Universums im Verhältnis zur Lichtgeschwindigkeit, schon rein rechnerisch übereinstimmen sollen?”

    Würdest du den gesamten Artikel lesen, dann würdest du dort auch die Antwort finden…