Bei der heutigen Frage aus der Serie “Fragen zur Astronomie” wird es wieder einmal kosmologisch. In der letzten Woche habe ich mich ja mit der Dunkelheit beschäftigt und die Frage: “Wohin verschwindet das Licht, wenn es dunkel wird?” beantwortet. Das Verschwinden des Lichts soll auch das heutige Thema sein – allerdings auf eine ganz andere Weise: Wann hat sich das Universum so weit ausgedehnt, dass wir keine anderen Galaxien mehr sehen können?.

Wir wissen, dass sich das Universum ausdehnt. Der Raum zwischen den Galaxien wird immer mehr und jede Galaxie bewegt sich von jeder anderen Galaxien weg (Das gilt nur für die ganz großen Maßstäbe, bei kleineren Abständen ist die Gravitationskraft die zwischen den Himmelskörpern wirkt stärker. Darum expandiert auch zum Beispiel unser Sonnensystem oder unsere Galaxie nicht). Seit einigen Jahren wissen wir außerdem, dass die Expansion immer schneller wird. Früher dachte man ja, dass die Gravitationskraft zwischen den vielen Galaxien im Universum vielleicht doch noch irgendwann mal die Oberhand gewinnen wird und sich dann alles wieder zusammenzieht. Aber nach dem derzeitigen Wissensstand wird das nicht passieren. Die Expansion wird immer schneller weitergehen und nie ein Ende finden.

Das bedeutet aber auch, dass sich in der fernen Zukunft der Anblick des Himmels ändern muss. Das, was wir sehen können, ist ja nicht das gesamte Universum, sondern nur das beobachtbare Universum (das habe ich bei zwei früheren Fragen schon mal genauer erklärt). Wir können nur den Teil des Kosmos sehen, in dem das Licht Zeit genug hatte, zu uns zu gelangen. Wenn sich nun aber alles immer weiter und immer schneller von uns entfernt, dann wird das Licht ferner Galaxien uns irgendwann einfach nicht mehr erreichen können!

Es ist ein wenig paradox: Das Universum dehnt sich immer weiter aus und wird immer älter. Damit wird natürlich auch das beobachtbare Universum immer größer. Nur gibt es immer weniger zu beobachten… Je weiter weg sich eine Region des Raums befindet, desto schneller entfernt sie sich von uns. Das gesamte Universum expandiert also schneller als der beobachtbare Teil in unserer Nähe. Und der Anteil aller Galaxien, der von uns aus noch sichtbar ist, schrumpft im Laufe der Zeit immer weiter. Irgendwann bleiben nur noch die in unserer unmittelbaren Nähe, die durch die Gravitationskraft an die Milchstraße gebunden sind.

Wann genau das passieren wird, kann man nicht aufs Jahr genau sagen 😉 Dazu müssten wir die Details der Kosmologie und Phänomene wie die dunkle Energie, die ja für die immer schnellere Expansion verantwortlich ist, viel besser verstehen. Aber es kommt auch nicht aufs einzelne Jahr an, denn es wird auf jeden Fall noch ein Weilchen dauern bis es soweit ist. Ungefähr 100 Milliarden Jahre in der Zukunft würde von der Milchstraße aus nur noch die lokale Gruppe der Galaxien sichtbar sein. Würde… wenn nicht all diese Galaxien schon längst miteinander verschmolzen wäre und genau das wird schon lange vorher passieren.

Bevor es finster wird, wird es aber noch cool! So könnte der Himmel aussehen, wenn Milchstraße und Andromeda-Galaxie verschmelzen (Bild: NASA)

Bevor es finster wird, wird es aber noch cool! So könnte der Himmel aussehen, wenn Milchstraße und Andromeda-Galaxie verschmelzen (Bild: NASA)

Wenn es in dieser fernen Zukunft irgendwo intelligente Lebewesen gibt, werden sie in einer riesigen Galaxie leben, die sich mitten im Nichts befindet und nichts außerhalb dieser Galaxie wird für sie sichtbar sein. Interessanterweise wird dann genau das Phänomen, das für diese Isolation verantwortlich ist, seine eigene Entdeckung verhindern! Zu Beginn des 20. Jahrhunderts dachten die meisten Astronomen ja auch noch, dass das unsere eigenen Galaxie das gesamte Universum ausmacht. Die am Himmel sichtbaren anderen Galaxien hielt man für “Nebel” innerhalb der Milchstraße und es war mit den damaligen Methoden fast nicht möglich, ihre wahre Natur zu erkennen. Die Entfernung ließ sich nicht bestimmen und die Teleskopen erlaubten keine hoch aufgelösten Bilder.

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Kommentare (95)

  1. #1 Kalony
    16. Februar 2015

    Ich habe zu dem Thema gerade noch einen anderen Artikel von Dir zur Hubble Konstante gelesen und einen Wiki-Artikel überflogen (war leider englisches Fachchinesisch :).
    Also je weiter weg sich etwas von uns befindet, desto schneller expandiert es von uns weg. Und die Geschwindigkeit scheint, soweit ich das abschätzen kann, verdammt hoch zu werden. Schneller als Licht. Und wenn ich zu Dingen komme, die jetzt am Universalen Ereignishorizont liegen, dann sollte die sich verdammt schnell von uns weg bewegen.

    Ist das noch ausrechenbar? wie schnell sich dinge in 13 Mrd Lichtjahren von uns wegbewegen?

    Ist die Geschwindigkeit so gross, das wir auch heute Galaxien hinterm ereignishorizont verschwinden sehen müssten?
    Ich mein, bei einer Galaxie, die sagen wir 500 000 Lichtjahre gross ist, müsste die Expansion gemessen an der Erde wahrscheinlich schon 100-fache Lichtgeschwindigkeit sein, damit wir heute eventuell ein messbares dunkler werden feststellen können, oder?

  2. #2 Silava
    16. Februar 2015

    Unsere Nachfahren werden keine Kosmologie mehr betreiben können…
    Das ist jetzt ein sehr starkes Understatement. Wenn ich die sich beschleunigende Expansion des Universums richtig verstanden habe, dann ist das von FF beschriebene Szenario nur ein erster Schritt in einer krassen Kette von Ereignissen:
    1. In ca. 100 Mrd Jahren gibt es also nur noch eine große Galaxie aus den Überresten der Lokalen Gruppe.
    2. Anschließend wird es diese Galaxie zerreißen und es bleiben nur einzelne Sonnensysteme übrig, die sich alle voneinander entfernen.
    3. Als Nächstes verlieren diese Sonnen ihre Planeten, Asteroiden, Kometen usw. Alle Himmelskörper stehen dann für sich alleine im All und spüren keine Gravitation mehr von anderen Himmelskörpern.
    4. Danach zerreißt es diese Himmelskörper, es bleiben nur noch isolierte Atome übrig.
    5. Die Atome verlieren ihre Elektronen.
    6. Die Atomkerne zerfallen in ihre Elementarteilchen (Quarks?).
    Zum Schluss “sieht” ein Elementarteilchen wie z.B. ein Elektron in “seinem” beobachtbaren Universum nichts mehr. Es ist allein.

  3. #3 Thomas N.
    16. Februar 2015

    Wenn das Alter des Universums 13,7 Mrd Jahre ist, so existieren Orte, die zumindest theoretisch etwas für uns heute messbares emittieren könnten (diese Orte bilden die Oberfläche einer Sphäre mit der Erde als Mittelpunkt, aber egal). Auch wenn es kein sichtbares Licht wegen des dunklen Zeitalters sein kann. Wenn unsere vereinsamten Nachfahren den zeitlichen Anfang des Universums untersuchen wollten, so würde an den Orten, von denen messbare Informationen kommen müssten, schlichtweg nichts mehr sein!

    Worauf ich hinaus will: Haben unsere Nachfahren überhaupt die Chance, das Alter des Universums zu bestimmen, oder gar ob es überhaupt ein begrenztes Alter gibt? Oder wären andere als Steady-State-Universum-Modelle prinzipiell nicht überprüfbar?

  4. #4 Florian Freistetter
    16. Februar 2015

    @Thomas N “Haben unsere Nachfahren überhaupt die Chance, das Alter des Universums zu bestimmen, oder gar ob es überhaupt ein begrenztes Alter gibt? Oder wären andere als Steady-State-Universum-Modelle prinzipiell nicht überprüfbar?”

    Nein. Aber das habe ich doch extra im Artikel erklärt?

  5. #5 knorke
    16. Februar 2015

    Ist denn nun eigentlich sicher, dass die Ausdehnung mit unehmender Geschwindigkeit weitergehen wird? Das hängt doch auch maßgeblich davon aber, wie die Natur der dunklen Energie beschaffen ist, oder? Kann es nicht sein, dass diese im Laufe der nächsten Mrd. Jahre ihren Einfluss verringert bis Galaxien sich gar nicht mehr voneinander wegbewegen oder sogar wieder aufeinander zustreben? Oder sind diese beiden Alternativen inzwischen so gut wie vom Tisch?

  6. #6 Christian Wimmer
    16. Februar 2015

    Zur Expansion gibt es auch ein Video von Veritasium
    https://www.youtube.com/watch?v=XBr4GkRnY04
    Darin wird auch erklärt, dass es möglich sei, Galaxien zu sehen, die außerhalb des Sichtbarkeitsphäre sich befinden und mit dem Raum in Überlichtgeschwindigkeit von uns fortbewegen. Allerdings handelt es sich da um die aktuelle und “nahe” zukünftige Zeit und nicht um das “Ende”.

  7. #7 Bullet
    16. Februar 2015

    @Kalony:

    Und wenn ich zu Dingen komme, die jetzt am Universalen Ereignishorizont liegen, dann sollte die sich verdammt schnell von uns weg bewegen.

    Jepp. Du sagst es ja selbst: “am Universalen Ereignishorizont”. Der wird wodurch definiert? Richtig: dadurch, daß die Objekte dort mit Lichtgeschwindigkeit fliehen. Nichwahr?

    Ist die Geschwindigkeit so gross, das wir auch heute Galaxien hinterm ereignishorizont verschwinden sehen müssten?

    Das ist nicht so einfach. Wenn in den Medien sowas wie “Fernste Galaxie entdeckt” oder ähnlicher Ramsch geschrieben wird, dann sind eigentlich Galaxien mit extrem hoher Rotverschiebung gemeint. die sind a) weit weg und b) mit hoher Entweichgeschwindigkeit gesegnet. Jene kommt aber nicht aus einer Eigenbewegung, sondern wird durch die Vergrößerung des Universums verursacht. Aus “deren” Sicht ist die Milchstraße die “fliehende” Galaxie. Gugg mal “kosmologische Rotverschiebung” in der Wikipedia. dort steht nicht nur die Formel für die Rotverschiebung z, sondern auch einer der höchsten Werte für z, der mit ~ 10,3 angegeben wird. Zurückgerechnet auf Fluchtgeschwindigkeit ist ein Wert für z über 10 schon ziemlich dicht an c (über 98%). Erschwert wird die Beobachtung dadurch, daß rotverschobenes Licht einer Galaxie schon tief im Langwellenradiobereich steckt und man hier nur die Gammaausbrüche einer so fernen Galaxie noch als sichtbares Licht oder Infrarot sieht. Und dann ist das “Verschwinden” noch zusätzlich dadurch verschleiert, daß das kein Prozess von Wochen ist, sondern immer noch Jahrhunderte dauert, in denen das Licht immer schwächer wird (obwohl es allein durch die Entfernung schon superschwach ist).

  8. #8 Thomas N.
    16. Februar 2015

    @Florian: Sorry, ich war/bin wohl noch ein bisschen müde.

    Mich interessiert aber eigentlich ein anderer Aspekt: Woher können wir wissen, dass die Expansion noch nicht weit genug fortgeschritten ist, um den Ursprung nicht mehr untersuchen zu können? Könnten wir bereits weniger herausfinden können als irgendwelche intelligenten Vorfahren-Zivilisationen? Und werden unsere Nachfahren wissen können, dass Ihnen Informationen fehlen, oder werden Sie denken, Sie haben noch alle nötigen Informationen für ein vollständiges Kosmologie-Modell?

  9. #9 Tina_HH
    16. Februar 2015

    Wenn es in dieser fernen Zukunft irgendwo intelligente Lebewesen gibt, werden sie in einer riesigen Galaxie leben, die sich mitten im Nichts befindet und nichts außerhalb dieser Galaxie wird für sie sichtbar sein.

    Seit ich das erste Mal davon gelesen hatte, finde ich das Thema ja sehr faszinierend, auch wenn das alles in so riesigen (unvorstellbaren) Zeiträumen stattfindet, die uns Menschen nicht betreffen werden. Alleine, dass man dies erforschen und prognostizieren kann, ist eine enorme wissenschaftliche Leistung.
    Zwei Fragen habe ich noch:
    Kann man eigentlich abschätzen, wie lange diese Riesengalaxie bestehen bleibt, bevor auch sie auseinandergerissen wird?
    Wie lange wird es noch stabile Sonnensyteme mit Planeten geben?

  10. #10 Silava
    16. Februar 2015

    @Tina_HH
    Schau mal hier: http://en.wikipedia.org/wiki/Big_Rip
    Wenn ich in die Formel w=-1,11 einsetze, dann würde es den “Big Rip” in ca. 100 Mrd Jahren geben. Das Zerreißen der Riesengalaxie bzw. der Sonnensysteme findet kurz vorher statt, das folgt aus der exponentiellen Beschleunigung der Expansion.

  11. #11 Franz
    16. Februar 2015

    Ich schließe mich Knorke an: ‘derzeit’ sieht es so aus als ob sich das Universum beschleunigt ausdehnt, daraus aber zu schließen dass dies so bleibt, halte ich auf Grund der derzeitigen Datenlage für sehr heroisch.
    Es gab auf Bayern3 mal einen Vortrag über Dunkle Energie und die Ausdehnung, wo der Vortagende trotz heftigen Nachbohrens auf zukünftige Ereignisse immer antwortete: Wir wissen es nicht.

  12. #12 Alderamin
    16. Februar 2015

    @Silava

    Im Moment gibt es keinen Grund anzunehmen, dass es einen Big Rip geben wird. Die Dunkle Energie ist nach letztem Stand eine kosmologische Konstante, eine feste Eigenschaft des Vakuums, d.h. die Kraft, die auf die lokale Gruppe oder andere gebundene Objekte wirkt, wird nicht größer. Lawrence Krauss schreibt in “Ein Universum aus dem Nichts”, dass die lokale Gruppe immer zu sehen sein wird.

    Prinzipiell wären übrigens auch Galaxien in größerer Entfernung immer noch zu sehen, weil in alle Ewigkeiten noch irgendwo Licht von ihnen unterwegs zu uns sein wird, dass uns irgendwann noch erreicht, nur wird dies immer schwächer und rottverschobener, und irgendwann wird es rein physikalisch nicht mehr nachweisbar sein. Krauss setzt diese Grenze dort, wo die Wellenlänge größer als der Durchmesser des beobachtbaren Universums wird. Für Objekte jenseits der lokalen Gruppe gibt er dafür 2 Billionen Jahre an.

  13. #13 McPomm
    16. Februar 2015

    Es ist ja nicht nur so, dass die Lokale Gruppe aufeinander “zustürzt”. Wie ist das mit dem “Großen Attraktor”? Sammeln sich da nicht neben der Lokalen Gruppe noch andere Galaxienhaufen, also ein paar Tausend Galsxien? Oder würde das zu lange dauern?

  14. #14 Alderamin
    16. Februar 2015

    @Kalony

    Ist das noch ausrechenbar? wie schnell sich dinge in 13 Mrd Lichtjahren von uns wegbewegen?

    Ja, klar. Nimmst Du einfach die Hubble-Konstante mal die Entfernung. Die Hubble-Konstante ist ca. 70 km/s/Megaparsec, wobei ein Megaparsec 3,26 Millionen Lichtjahre sind. 13 Milliarden Lichtjahre sind 13e+9/3,26e+6 = 3988 Megaparsec, also ist die Expansionsgeschwindigkeit bis dort 70 km/s/Mpc * 3988 Mpc = 279141 km/s.

    Tatsächlich sind Galaxien, deren Licht 13 Milliarden Jahre zu uns gebraucht hat, allerdings heute schon viel weiter weg, etwa 45 Milliarden Lichtjahre. Das Licht, das sie heute aussenden, erreicht uns ne mehr. Deswegen verschwinden aber nicht so schnell, denn sie haben ja vorher schon Licht ausgesendet, das unterwegs zu uns ist und uns noch sehr lange erreichen wird.

    Ist die Geschwindigkeit so gross, das wir auch heute Galaxien hinterm ereignishorizont verschwinden sehen müssten?

    Im Prinzip ist das so aber bisher ist das Weltalter noch nicht groß genug, dass Galaxien verschwinden würden. Wir können ja auch die Hintergrundstrahlung sehen, obwohl diese noch vor den ersten Galaxien entstand.

    Ich hatte hier ein wenig ausführlicher erklärt, warum wir noch sehr lange Licht von der Hintergrundstrahlung und von Galaxien erhalten werden, die eigentlich jetzt schon hinter dem Horizont des beobachtbaren Universums liegen (allerdings hatte ich da noch nicht bedacht, dass die Wellenlänge irgendwann wirklich nicht mehr messbar ist).

  15. #15 Till
    16. Februar 2015

    Einen ähnlichen Effekt gibt es doch bestimmt auch für die primordialen Gravitationswellen, die beim Urknall entstanden sind. Falls unsere Modelle falsch sind und das “dunkle Zeitalter” zwischen Urknall und Hintergrundstrahlung deutlich länger war, könnte das doch bedeuten, dass wir heute schon keine Möglichkeit mehr hätten den Urknall nachzuweisen oder?

  16. #16 Tina_HH
    16. Februar 2015

    @Silava
    @Alderamin

    Danke für eure Antworten!

  17. #17 Silava
    16. Februar 2015

    @Alderamin
    Danke für die Klarstellung, Du hast mir den Tag gerettet. Meinetwegen muss es den Big Rip nicht geben, auf diese Zukunftsaussicht kann ich gerne verzichten.

  18. #18 Balu
    16. Februar 2015

    Laut dem Video in diesem Beitrag:
    http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2013/06/14/die-kosmografie-des-universums/

    bewegen sich doch die Galaxienhaufen alle auf den “großen Attractor” zu, was bedeuten würde das immer ein paar Galaxien am Nachthimmel zu sehen sein werden bzw. das alle Galaxien zu einer großen Supergalaxie zusammen wachsen.

  19. #19 Sebastian Klein
    http://cyberficarum.wordpress.com/
    16. Februar 2015

    Da schwingt natürlich eine interessante Erkenntnis mit: Was genau wissen wir nicht über das Universum, weil wir es nicht (mehr?) beobachten können?

  20. #20 Florian Freistetter
    16. Februar 2015

    @Balu: “was bedeuten würde das immer ein paar Galaxien am Nachthimmel zu sehen sein werden bzw. das alle Galaxien zu einer großen Supergalaxie zusammen wachsen.”

    Genau. Und genau das sage ich ja auch im Artikel.

  21. #21 Jens
    16. Februar 2015

    Ich bin aus euren Kommentaren nicht so richtig schlau geworden. Gibt es jetzt schon Galaxien die hinter unseren Ereignisshorizont verschwunden sind oder nicht? Haben also frühere Beobachter noch mehr Galaxien am Nachthimmel sehen können? Wenn ja gab es eine Zeit in dem der Nachthimmel nicht dunkel sondern taghell war?

  22. #22 Krypto
    16. Februar 2015

    @Jens: Es ist teilweise eine Frage der Betrachtung:
    Auf der einen Seite sehen wir das erste Licht von ca. 400.000 Jahren nach dem Urknall, auf der anderen Seite sind bereits Objekte so extrem rotverschoben, dass sie quasi verschwinden. Da das Licht von diesen Objekten jedoch fast so lange unterwegs war wie das Universum alt ist, wird klar, dass diese Objekte auch genau so lange Zeit hatten, sich weiter von uns zu entfernen. Licht, was sie in den letzten paar Milliarden Jahren aussandten, kann uns zukünftig nicht mehr erreichen.
    Und diese Grenze liegt bei ca. 16 Mrd. Lichtjahren, während das, was wir momentan gerade noch sehen können, knapp 47 Mrd. LJ von uns entfernt ist.; ab dieser Grenze sind die Objekte kausal von uns getrennt: Es ist keine Informationsübertragung und damit Beeinflussung mehr möglich.
    Ich glaube, Alderamin hatte hier mal einen schönen Gastarktikel über die Größe des Univerums geschrieben…

  23. #23 Krypto
    16. Februar 2015

    Nochmal @Jens: Ja, der Himmerl war mal taghell, aber das war kurz vor der ersten Sternentstehung zuende bzw. man kann schon sagen, dass der Himmel früher deutlich heller war.

  24. #24 maumau
    Sol 3
    16. Februar 2015

    Ich bin generell irritiert über solch absolute Aussagen über die ferne Zukunft. Wenn ich davon ausgehe, dass der Florian sicher weiß, was er da schreibt und das Hand und Fuß hat, so kommen mir doch die Schlußfolgerungen recht voreilig vor, was irgendwelche intelligenten Lebewesen in zig Milliarden Jahren für Möglichkeiten haben werden.
    Ja, bestimmt wird meinetwegen die Lichtgeschwindigkeit dieselbe Grenze sein wie heute.
    Aber wenn ich mir übrlege, beispielsweise einem total schlauen $Pythagoras vor lausigen 2000+ Jahren zu erklären, was elektrischer Strom ist, was ein Computer ist, was die Tüpen am Cern so treiben … und das ohne Götter und Hexerei … das stelle ich mir schwierig vor, allein aufgrund eines winzigen kulturellen Abstands von ein paar Jährchen.
    Ähnlich schwierig dürfte es sein, unsereinem die ganz normale Zauberei zu erklären, die 1000 Jahre in der Zukunft normal ist. Ich fürchte, wir sind einfach viel zu unwissend, um überhaupt die richtigen Fragen zu stellen und folglich sollten wir mit den zugehörigen Antworten erst recht vorsichtig sein.
    So, das ist keine Besserwisserei, ich weiß nämlich gar nichts besser, sondern ich würde mich über Aufklärung freuen, wo in meinem naiven Gedankengang evtl. der Denkfehler ist. Merci

  25. #25 Alderamin
    16. Februar 2015

    @Jens

    Es ist noch nichts verschwunden. Es sind zwar schon Objekte hinter die Grenze gerutscht, von der uns jemals noch Licht erreichen wird, aber diese Objekte haben vorher schon Licht ausgestrahlt, das uns noch lange Zeit erreichen wird. Wir sehen sie halt, wie sie früher aussahen.

    Wir können heute noch die Hintergrundstrahlung “sehen”, die hat eine Rotverschiebung um den Faktor z=1080. Die entferntesten Galaxien, die wir noch sehen, liegen bei z=10. In der Lücke dazwischen entstanden die ersten Galaxien, nach denen man mit dem James-Webb-Weltraumteleskop und den neuen Großteleskopen der 30-m-Klasse, die gerade in Entstehung sind, suchen wird.

  26. #26 wereatheist
    16. Februar 2015

    @Bullet, #7:

    Erschwert wird die Beobachtung dadurch, daß rotverschobenes Licht einer Galaxie [mit Z = 10.3] schon tief im Langwellenradiobereich steckt

    Nö. Ich weiß darüber auch nicht mehr als der Wikipedia-Artikel zur Rotverschiebung lehrt, aber der sagt, dass die hier erscheinende Wellenlänge eines Objektes mit Rotverschiebung Z das (Z+1)-fache der ursprünglichen ist, d.h., Licht von 550nm (Mitte des sichtbaren Spektralbereichs) wird zu Licht von ~6µm bei Z~10.3.
    Nicht gut für terrestrische Teleskope, aber dafür wird es hoffentlich bald das James Webb Space Telescope geben.
    Also: kein Langwellenradiobereich (selbst der CMB hat das ‘M’ von ‘Microwave’), sondern Infrarot, wie es eine vergessene Herdplatte aussendet 🙂

  27. #27 Christopher
    17. Februar 2015

    Hi Florian,

    nach dem derzeitigen Stand der Wissenschaft halte ich es für sehr schwierig verbindliche Aussagen darüber zu treffen, wie das Universum in den nächsten 100 Milliarden Jahren aussehen wird. Das größte Problem überhaupt ist die Tatsache, dass wir uns die Entwicklung der vergangenen 13 Milliarden Jahre nicht einwandfrei wissenschaftlich erklären können. Nach den neuesten Veröffentlichungen in der Quantenmechanik können wir uns ja nicht mal mehr über den Urknall sicher sein. Hinzu kommt, dass es Galaxien gibt die über 40 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind. Das widerspricht dem Alter des Universum von 13,6 Milliarden Jahre… Man versucht das zwar mit der kosmischen Inflation zu erklären, aber dieser These stehe ich äußerst skeptisch gegenüber, weil sich ja dann theoretisch Überlichtgeschwindigkeit geben müsste.



    Aber zurück zu deinem Blogpost: Da wir so gut wie überhaupt nichts über dunkle Energie wissen und auch keine Aussage darüber treffen können wohin das Universum expandiert halte ich Aussagen die sich auf die nächsten 100 Milliarden Jahre beziehen rein wissenschaftlich betrachtet für schlichtweg mehr als fragwürdig, da wir einfach noch viel zu wenig vom Universum verstanden haben.

  28. #28 Florian Freistetter
    17. Februar 2015

    @Christopher: “Nach den neuesten Veröffentlichungen in der Quantenmechanik können wir uns ja nicht mal mehr über den Urknall sicher sein. “

    Siehe dazu hier: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/?p=18026 Die bisherige Entwicklung des Universums ist sehr gut verstanden…

    ” Da wir so gut wie überhaupt nichts über dunkle Energie wissen und auch keine Aussage darüber treffen können wohin das Universum expandiert “

    Wir können die Expansion (die übrigens NICHT in irgendeinen Raum hinein passiert; das “wohin” ist also nicht wirklich sinnvoll) aber auf jeden Fall messen. Und wir kennen die Naturgesetze, die unser Universum in der Vergangenheit beschrieben haben; die es heute beschreiben und es gibt Hinweise darauf, dass sich diese Gesetze in der Zukunft ändern sollten.

  29. #29 Rob
    17. Februar 2015

    @Christopher:

    “Hinzu kommt, dass es Galaxien gibt die über 40 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind”

    Wo hast Du denn das her?

    Ich kenne diese hier:

    UDFy-38135539

    Diese ist 13,1 Mrd. Lichtjahre von uns entfernt und gilt meines Wissens aktuell immer noch als die am weitest entfernteste Galaxie.

  30. #30 Christopher
    17. Februar 2015

    @Florian:
    Ich glaube du hast mein Posting etwas falsch verstanden. Die letzten 13,8 Milliarden Jahre verstehen wir natürlich schon ganz gut und die Expansion kann man messen genauso wie die Tatsache, dass sich die Expansion beschleunigt (darauf wolltest du wohl hinaus). Die Frage wohin der Raum expandiert (außerhalb unseres in sich geschlossenen Universums) halte ich aber für berechtigt und auch wichtig. Wir wissen, dass das Universum extrem groß ist, aber gleichzeitig extrem flach. Und das stellt uns vor Probleme genauso wie Objekte die über 40 Milliarden Lichtjahre voneinander entfernt sind. Selbst Prof. Lesch hat mal in einer Vorlesung gesagt, dass wir vermutlich etwas grundlegendes in der Physik noch nicht 100% verstanden haben. Deswegen stehe ich Aussagen die sich auf 100 Milliarden Lichtjahre in der Zukunft beziehen skeptisch gegenüber. Die Skepsis kommt einfach daher, weil wir zu viele Dinge noch nicht richtig verstanden haben.

    @Rob:
    Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=nHuKS211WXs ab Minute 32:25 (Prof. Lesch und Josef M. Gaßner)

    Und da geht es um Gebiete innerhalb unseres Universum die über 46 Milliarden Lichtjahre voneinander entfernt sind. Und genau das erklärt man sich mit der kosmischen Inflation… Dieser These stehe ich aber sehr skeptisch gegenüber.

    Vielleicht kann Florian dazu mal ein Blogpost machen? Das Thema ist wirklich sehr interessant 🙂

  31. #31 Balu
    17. Februar 2015

    @Christopher: @Rob:
    UDFy-38135539 hat das Licht was uns jetzt erreicht vor 13,1 Mrd. Jahren abgestrahlt. Was bedeutet das die Raumzeit inzwischen 13,1 Mrd. Jahre Zeit hatte um sich weiter auszudehnen, wodurch UDFy-38135539 inzwischen etwas mehr als 30 Mrd. Lichtjahre entfernt ist.

  32. #32 Balu
    17. Februar 2015

    @Christopher:
    “Man versucht das zwar mit der kosmischen Inflation zu erklären, aber dieser These stehe ich äußerst skeptisch gegenüber, weil sich ja dann theoretisch Überlichtgeschwindigkeit geben müsste.

”

    Wenn das Higgsfeld, was allen Teilchen ihre Masse verleiht, kurzzeitig einen Wert annimmt durch den die Teilchen keine Masse haben. Dann ist nahezu jede Geschwindigkeit möglich.

  33. #33 Krypto
    17. Februar 2015

    @Christopher:
    “…da wir einfach noch viel zu wenig vom Universum verstanden haben.”
    Wenn Du das “wir” durch ein “ich” ersetzen würdest, käme es besser hin. Das ist nicht böse gemeint; ich denke, dass sich Deine Sicht aus mangelnder Information ergibt. 😉

  34. #34 Christopher
    17. Februar 2015

    @Krypto:

    “Das ist nicht böse gemeint; ich denke, dass sich Deine Sicht aus mangelnder Information ergibt.”

    Bei allem Respekt: Aber solche Aussagen finde ich unangebracht. Ich habe selber erst mit meinem Physik Studium letztes Jahr begonnen und die wirklich interessanten Themen kommen auch erst zum Schluss, aber die Aussage, dass wir vom Universum noch zu wenig verstanden haben kommt nicht nur von mir. Da gibt es auch genug Physik Professoren die das ähnlich sehen. Schau dir doch nur mal die Tatsache an, wie die Physik und unser Verständnis des Universum vor 100 Jahren aussah und wie es heute aussieht. Es wäre aber trotzdem arrogant anzunehmen, dass wir heute schon alles verstanden haben. Das komplette Universum besteht zu 30% aus Atomen und Dunkler Materie. Die anderen 70% haben _wir_ nicht verstanden. Es wird mit dunkler Energie beschrieben, aber wir wissen quasi gar nichts darüber. Und darauf richtet sich auch meine Kritik. Stand heute haben wir einfach noch zu wenige Erkenntnisse um die Prozesse im Universum richtig verstanden zu haben. Wenn wir mal einen Zeitsprung 100 Jahre in die Zukunft machen würden wirst du wahrscheinlich verstehen worauf ich mit der Aussage hinaus wollte, dass wir heute einfach etwas grundsätzliches noch nicht einwandfrei verstanden haben. Und dazu gehört sicherlich die großen Unbekannten 70 % dunkle Energie.

  35. #35 Florian Freistetter
    17. Februar 2015
  36. #36 Alderamin
    17. Februar 2015

    @Christopher

    Das größte Problem überhaupt ist die Tatsache, dass wir uns die Entwicklung der vergangenen 13 Milliarden Jahre nicht einwandfrei wissenschaftlich erklären können. Nach den neuesten Veröffentlichungen in der Quantenmechanik können wir uns ja nicht mal mehr über den Urknall sicher sein.

    Die ersten Bruchteile der ersten Sekunde sind in der Tat ein Problem, weil es dabei um Energien geht, die wir experimentell nicht nachvollziehen können und sich Relativitätstheorie und Quantenmechanik widersprechen, aber ab dem Zeitpunkt, wo sie auf Werte abgenommen haben, die mit Beschleunigern untersucht werden können, ist die weitere Entwicklung recht gut verstanden. Z.B. die Baryogenese, die Nukleogenese, die Entstehung der Hintergrundstrahlung, die Entstehung großräumiger Strukturen, der ersten Galaxien, Re-Ionisation etc.

    Hinzu kommt, dass es Galaxien gibt die über 40 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind. Das widerspricht dem Alter des Universum von 13,6 Milliarden Jahre…

    Nein, überhaupt nicht. Die Relativitätstheorie verbietet eine Bewegung (oder Informationsübertragung) von mehr als Lichtgeschwindigkeit durch den Raum, nicht ein Wachstum des Raums.

    Man versucht das zwar mit der kosmischen Inflation zu erklären, aber dieser These stehe ich äußerst skeptisch gegenüber, weil sich ja dann theoretisch Überlichtgeschwindigkeit geben müsste.



    Nein, es braucht keine Inflation, um das Wachstum des Alls nach der Entstehung der Materie zu erklären, da reicht die Allgemeine Relativitätstheorie in Form der Friedmann-Lemaitre-Gleichung. Die Inflation braucht es nur, um zu erklären, warum die Hintergrundstrahlung über so große Entfernungen die gleiche Temperatur hat und warum das Weltall im Rahmen der Messgenauigkeit heute immer noch exakt flach ist (was eigentlich ein instabiler Zustand sein müsste).

    Der Raum expandiert eigentlich recht langsam, derzeit mit 70km/s pro Megaparsec, d.h. eine Strecke von 30.839.600.000.000.000.000 km wächst pro Sekunde um 70 km, das sind zwei 10^-18tel. Aber über eine ausreichend große Strecke wird aus einer relativ langsamen Expansion halt irgendwann eine absolut schnelle. Und da es keine Obergrenze für das Wachstum des Raums gibt, wird halt in einem möglicherweise unendlichen Universum jede beliebige Expansionsgeschwindigkeit zwischen zwei hinreichend weit getrennten Orten übertroffen.

    Während der (mutmaßlichen) Inflation wurde schon auf weniger als einem Protonendurchmesser die Lichtgeschwindigkeit übertroffen, das war ein ganz anderes Kaliber.

    Es wäre aber trotzdem arrogant anzunehmen, dass wir heute schon alles verstanden haben.

    Das behauptet auch niemand. Aber zwischen “alles” und “die Entwicklung seit den ersten Sekunden nach dem Urknall” ist eine Menge Luft, und da haben wir schon einiges verstanden, das auch höchstwahrscheinlich nicht mehr wesentlich revidiert werden wird (evtl. durch eine bessere Theorie beschrieben, aber die Messungen werden bleiben).

    Das komplette Universum besteht zu 30% aus Atomen und Dunkler Materie. Die anderen 70% haben _wir_ nicht verstanden. Es wird mit dunkler Energie beschrieben, aber wir wissen quasi gar nichts darüber.

    Wir wissen auch nicht, was die Dunkle Materie ist, aber wir beobachten zumindest, dass diese dort ist, wo auch Materie sich aufhält, dass sie 4/5 der Gesamtmasse dort ausmacht, und dass die Dunkle Energie überall ist und überall gleich groß. Das sind Beobachtungen, die aus sehr verschiedenen Messungen ermittelt wurden, die sich gegenseitig stützen (z.B. die Analyse der Hintergrundstrahlung, die Korrelation von Rotverschiebung und Entfernung, die Messung der Verzerrung von Gravitationslinsen und die Struktur des Universums mit Voides und Filamenten), und wenn wir die so ermittelten Parameter in ein Modell des Universums stecken, können wir dieses simulativ auch sehr schön rekonstruieren.

    Und wir können die Entwicklung des Universums ja auch “live” bis zur Hintergrundstahlung zurück verfolgen, man sieht ja in die Vergangenheit, wenn man in die Ferne sieht. Das resultierende ΛCDM-Modell ist zudem noch relativ einfach gestrickt mit wenigen Parametern (7 waren’s glaube ich). Und wenn man dieses Modell in die Zukunft extrapoliert, kommt z.B. heraus, dass man irgendwann nur noch die lokale Gruppe am Himmel sehen können wird und dass zukünftige Intelligenzen nichts darüber hinaus werden beobachten können.

    Es ist die Aufgabe der heutigen Wissenschaft, herauszufinden, was die Dunkle Materie ist und woher die Vakuumenergie stammt, die den Raum aufbläht. Zwar wissen wir noch nicht um die genaue Natur dieser Dinge, so wissen wir doch sehr gut um deren Wirkung.

    Natürlich könnte es theoretisch noch eine weitere anziehende Kraft geben, die irgendwann dominant über die dunkle Energie wird und dann doch wieder alles kollabieren lässt, aber aus den Beobachtungen erschließt sich nichts dergleichen und absolute Sicherheit gibt es in der Naturwissenschaft ohnehin nie (wer mag mit abosluter Sicherheit auschließen, dass es einen Stoff gibt, der im Schwerefeld der Erde nach oben fällt?). Ein gesunde Skepsis ist in der Naturwissenschaft hilftreich und notwendig, aber sie sollte nicht paranoid sein.

  37. #37 Franz
    17. Februar 2015

    @Aldermain
    Es ist noch nichts verschwunden.
    Kann man das so sagen ? Nehmen wir z.B: einen Bereich des Universums der sich schon schnelle als das Licht ausdehnt. Wenn dort jetzt eine Sonne zündet, dann würden wir die nicht mehr sehen, oder ?

  38. #38 Alderamin
    17. Februar 2015

    @Franz

    Na ja, die wäre ja nicht verschwunden, sondern gar nicht erst aufgetaucht. Wie gesagt, es gibt Objekte, deren heute ausgestrahltes Licht uns nicht mehr erreichen wird, die wir aber noch in einer früheren Phase sehen. Es gibt keine Objekte, die man früher auf der Erde sehen konnte, und die jetzt nicht mehr zu sehen sind (falls sie nicht erloschen sind, Quasare z.B.; ich meine, rein kosmologisch gesehen, und mit “sehen” meine ich nicht unbedingt visuell, denn eine Rotverschiebung von 10 rückt eine Galaxie bereits ins Infrarote, die sieht man im sichtbaren Licht nicht mehr, was umso mehr für die Hintergrundstrahlung mit z=1080 gilt). Wir haben noch freien Blick bis zur Hintergrundstrahlung.

  39. #39 Franz
    17. Februar 2015

    @maumau
    .. beispielsweise einem total schlauen $Pythagoras vor lausigen 2000+ Jahren zu erklären, was elektrischer Strom ist …
    Der schlaue Pythagoras erklärt dir aber immer noch ganz gut dass in einem rechtwinkeligen Dreieck in einem bestimmten Koordinatensystem c²=a²+b² ist.

    Mit genau demselben ‘Recht’ sagen wir dass auf Grund der derzeitigen Faktenlage die Zukunft SO aussehen wird. Wenn wir in 1000 Jahren bessere Fakten haben die ein ganz anderes Ergebnis zeigen, muss es aber immer noch eine Erklärung geben, warum wir mit unserer Vermutung nicht recht hatten. Aus diesem Grund sehe ich da keine ‘Anmaßung’.

  40. #40 Christopher
    17. Februar 2015

    @Alderamin

    Danke, dass du dir die Mühe gemacht hast so intensiv auf meinen Kommentar einzugehen. Das zeigt mir auf jeden Fall auch, dass das Thema hier ernst genommen wird und selbstverständlich soll es nicht paranoid werden 😉 Für mich ist es jetzt auf jeden Fall besser verständlich wie die großen Distanzen von über 40 Milliarden Lichtjahren ohne Überlichtgeschwindigkeit zustande gekommen sein konnten. Die Wissenschaftlichen Entdeckungen in der Physik in den letzten 100 Jahren sind definitiv beeindruckend und ich finde es selber auch erstaunlich wie viel wir mittlerweile schon vom Universum verstanden haben. Und das wollte ich auch nie in Frage stellen. Trotzdem bin ich mir sehr sicher, dass wir in den nächsten 100 Jahren noch bahnbrechende neue wissenschaftlichen Erkenntnisse gewinnen werden mit denen wir einige grundsätzliche Dinge noch besser verstehen können als heute.

    Ich wollte eher darauf hinaus, dass es noch sehr viele spekulative Theorien gibt und uns einfach grundsätzliche enorm wichtige Erkenntnisse fehlen. Beispiele dafür sind: Im ganz Kleinen (Mikrokosmos) entwickeln sich die Dinge anders als im Makrokosmos. Die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie lassen sich nicht so einfach zusammenführen. Daraus resultiert meine Schlussfolgerung, dass wir etwas grundsätzliches noch nicht richtig verstanden haben. Bis heute konnten wir kein einziges dunkle Materie Teilchen finden bzw. wissenschaftlich nachweisen. Über die dunkle Materie wissen wir zwar theoretisch mehr als über die dunkle Energie, aber trotzdem fehlt uns der wissenschaftliche Nachweis um ein dunkle Materie Teilchen mal einzufangen. Und genau das lässt dann den Spielraum zu, dass es noch andere Möglichkeiten gibt die wir bisher noch nicht in Betracht gezogen haben.

    Und die Frage wohin der Raum expandiert (von außen betrachtet) finde ich hochinteressant, wenn auch wissenschaftlich schwierig, weil wir eigentlich keine Aussage darüber treffen können solange man sich in diesem Universum als geschlossenes System befindet. Aber früher dachten wir auch, dass es nur eine Galaxie gibt. Mittlerweile wissen wir, dass es Milliarden von Galaxien gibt und ich halte es genauso für möglich, dass es mehrere Milliarden in sich abgeschottete Universen gibt die trotzdem Bestandteil des großen und ganzen sind.

    Aber zurück zum Blogeintrag: Hierbei ging es ja um die nächsten 100 Milliarden Jahre und die Aussage darüber bezweifle ich halt etwas. Und das kann man ja z.B. auch mit der Theorie vom Big Rip durchaus tun. Solange die Theorie nicht eindeutig widerlegt ist bleibt die Hypothese bestehen 😉

  41. #41 Krypto
    17. Februar 2015

    @Christopher:
    Das ist halt der Unterschied zwischen Theorie, Beweis und Entdeckung.
    Eine gute Theorie erklärt im Rahmen ihres Geltungsbereichs alle Beobachtungen und macht überprüfbare Vorhersagen, was ihre Falsifikation ermöglicht.
    Ein Beweis ist halt 100% und eine Entdeckung im statistischen Sinne hat nur noch eine verschwindend geringe Chance, falsch zu sein.
    Wir haben mittlerweile schon sehr viel über den Kosmos erfahren, um Vorhersagen mit recht hoher Eintrittswahrscheinlichkeit zu machen.

  42. #42 Alderamin
    17. Februar 2015

    @Christopher

    Die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie lassen sich nicht so einfach zusammenführen. Daraus resultiert meine Schlussfolgerung, dass wir etwas grundsätzliches noch nicht richtig verstanden haben.

    Das ist richtig, aber die Probleme entstehen nur da, wo sehr hohe Schwerkraft auf sehr kleine Distanzen wirken soll. Genau so, wie die Quantenmechanik in “normalen” Situationen geprüft und experimentell belegt wurde, gilt das für die Relatitivitätstheorie, und die gemessenen Ergebnisse werden sich nie mehr ändern, bestenfalls die Theorie dahinter. Wenn dereinst eine bessere Theorie kommen sollte, die alles vereint, so muss sie dennoch kompatibel mit den bisherigen Messungen sein. Und für die Expansion des Universums reicht eigentlich schon die normale ART. Bis auf den Anteil der dunklen Energie, der zwar bisher nicht berechenbar ist. Die Quantenmechanik liefert da einen um den Faktor 10^120 (ja, zehn hoch hundertzwanzig!) zu hohen Wert (erinnert ein wenig an die Situation bei der “UV-Katastrophe” vor Plancks Entdeckung der Quanten), aber dass es eine kosmologische Konstante mit festem Wert (Konstante, halt) gibt, das kann man empirisch für heute und die vergangenen 13,8 Milliarden Jahre feststellen.

    Und das ist eigentlich hinreichend für die weitere Entwicklung des Universums, egal was für Teilchen und Kräfte am Ende als Ursache gefunden werden. Die dunkle Energie darf da Black Box bleiben. Die Friedmann-Lemaitre-Gleichung interessiert sich auch nicht dafür, ob der Himmel mit Sternen und Galaxien gefüllt ist, sondern nimmt einfach eine konstant durchgehende Materie-Dichte (und Dunkle-Energie-Dichte) an, auf hinreichend großen Skalen spielt die Verteilung der Materie keine Rolle mehr. Deswegen ist es auch egal, was eine zukünftige Quantengravitation für das Allerkleinste vorhersagt. Dies interessiert nur im allerersten Moment des Urknalls und im Zentrum von Schwarzen Löchern. Für alles andere funktionieren die heutigen Theorien schon.

    Und die Frage wohin der Raum expandiert (von außen betrachtet) finde ich hochinteressant, wenn auch wissenschaftlich schwierig, weil wir eigentlich keine Aussage darüber treffen können solange man sich in diesem Universum als geschlossenes System befindet.

    Na ja, nach der Standardtheorie nirgendwohin, sondern er wird nur innerlich einfach größer (wie die Zeit, wohin dehnt die sich aus? Raum und Zeit sind in der ART auf’s Engste verwoben). Theoretisch könnte in einem Schwarzen Loch ein neues Universum entstehen, und von draußen bliebe es ein Schwarzes Loch von ein paar km Schwarzschildradius. Genau so müßig ist die Frage, wohin sich der Raum um eine Masse krümmt. Nirgendwohin, es ändert sich lediglich die Geometrie (bzw. kann man mehr nicht feststellen). Raum(zeit) ist keine Erhaltungsgröße.

    Und das kann man ja z.B. auch mit der Theorie vom Big Rip durchaus tun. Solange die Theorie nicht eindeutig widerlegt ist bleibt die Hypothese bestehen

    Eigentlich müsste umgekehrt gezeigt werden, dass die Theorie beobachtbare Vorhersagen macht, um bestehen zu bleiben. Sonst würde man einen Wust von unbelegten Hypothesen mit sich durch die Gegend schleppen. Wenn sich die Expansion kosmologisch-historisch mehr beschleunigte als durch eine kosmologische Konstante und die abnehmende Materiedichte erklärbar, dann hätte man ein Argument, aber die kosmologische Konstante scheint wirklich in der Geschichte des Universums konstant geblieben zu sein (und manifestiert sich in ihrem Betrag schon in der Hintergrundstrahlung; frag’ mich nicht nach Details, aber WMAP und PLANCK haben die Dichte der Dunklen Energie in der Hintergrundstrahlung gemessen, und dieser Wert passt zu dem aus der an Supernovae abgeglichenen Expansionsgeschwindigkeit im nahen Universum; na ja, zwischen PLANCK und WMAP gibt es noch zu klärende Differenzen, aber sie hatten ja das gleiche Untersuchungsobjekt, das erklärt keine zeitliche Differenz, einer hat halt Mist gemessen).

  43. #43 Jost Jahn
    Nebel
    17. Februar 2015

    Ich denke, das wird auch dann eine Frage der verwendeten Technik sein. Mit sehr großen leistungsstarken Teleskopen wird man auch die entfernten Galaxien(haufen) sehen und es werden Sterne auffallen, die sich außerhalb der eigenen Großgalaxie bewegen. Die entfernten Galaxien(haufen) werden zwar immer lichtschwächer durch die Ausdehnung des Universums, aber nicht unsichtbar, denn der Horizont nach der Entstehung der Strahlung bewegt sich ja nicht mit Überlichtgeschwindigkeit weg (oder doch?). Also sollte sich in dieser Supergalaxie dann eine neue intelligente Zivilisation aufmachen an den Himmel zu schauen, wird sie die ganz lichtschwachen entfernten Galxienhaufen sehen und irgendwann die Rotverschiebung messen und dann evtl. auch auf eine Expansion kommen, wenn sie genügend Markerobjekte findet, um sich die Entfernungen dorthin auszurechnen, sow ie es heute auch geschieht.

  44. #44 Alderamin
    17. Februar 2015

    @Jost Jahn

    Die entfernten Galaxien(haufen) werden zwar immer lichtschwächer durch die Ausdehnung des Universums, aber nicht unsichtbar, denn der Horizont nach der Entstehung der Strahlung bewegt sich ja nicht mit Überlichtgeschwindigkeit weg

    Nicht, wenn man, wie im Buch “Ein Universum aus dem Nichts” von Lawrence Krauss, zugrunde legt, wann die Rotverschiebung von Objekten jenseits der lokalen Gruppe so groß wird, dass ihre Strahlung größer als der Durchmesser des beobachtbaren Universums wird. Irgendwann ist physikalisch definitiv Schicht, da kann man nichts mehr messen. Zwar nicht nach 100 Milliarden Jahren, aber nach 2 Billionen, laut Krauss.

  45. #45 bruno
    17. Februar 2015

    @Alderamin: danke für die schöne Zusammenfassung (u.a. der letzten Jahre FF) !!
    @Cristopher: was wolltest du nochmal studieren… gibts bei euch kein Google… 2-3mal Querlesen hätte dir das Gleiche sagen können…

    @all: nicht zu vergessen, dass sich mit blossem Auge (bis M31 eingetroffen ist) ungefähr gar nichts ändert. Und dann eben wieder 93Mrd. Jahre nichts – da wir (faktisch) ohnehin nur die Sterne unserer Galaxis sehen. Also ich zumindest;)

  46. #46 Cooly123
    17. Februar 2015

    hallo zusammen,
    ich lese den Blog noch nicht so lange. Was ich aber nicht verstehe ist, dass wir irgendwann keine anderen Sterne mehr sehen sollen. Laut Relativitätstheorie ist Lichtgeschwindigkeit die höchste Geschwindigkeit die es gibt, daher können sich die Galaxien auch höchstens so schnell wie das Licht entfernen und somit sollten keine Sterne aus unserem Sichtbereich verschwinden. Und nicht sichtbare Galaxien müssten theoretisch nur wesentlich später (wenn sie fast Lichtgeschwindigkeit erreichen) sichtbar sein.

    Jetzt ist die Frage, wo mein Fehler ist 🙂

  47. #47 Florian Freistetter
    17. Februar 2015

    @Cooly123: “Laut Relativitätstheorie ist Lichtgeschwindigkeit die höchste Geschwindigkeit die es gibt, daher können sich die Galaxien auch höchstens so schnell wie das Licht entfernen”

    Es geht nicht um Bewegung, sondern die Expansion des Universums. Nichts kann sich schneller als Licht DURCH DEN RAUM bewegen. Aber der Raum selbst kann sich so schnell ausdehnen wie er will.

  48. #48 bruno
    17. Februar 2015

    …mmh. Liest zwischendurch auch noch jmd die Artikel – und macht sich einen Spass daraus, die von FF verlinkten Artikel zu überfliegen….
    mmmh.

  49. #49 meregalli
    17. Februar 2015

    @FF#47
    Ich wünschte, es wäre bei meiner Bibliothek so!

  50. #50 mberle
    17. Februar 2015

    Habt bitte nachsehen mit meinen nun folgenden Fragen/Überlegungen – ich bin lediglich interessierter Laie ^^

    In einem Blogbeitrag hat Florian geschrieben dass das Universum unendlich groß ist, außerdem flach. Schlußfolgerung: Ich starte mit einem Raumschiff und werde niemals meinen Startpunkt wieder erreichen (Auch von der Überlegung abgesehen das die Expansion schneller als Lichtgeschwindigkeit voranschreitet – daher nur ein hypothetischer Gedanke).

    Der prozentuale Anteil Dunkle Materie/Energie wird zu 95 % der vorhandenen Materie unseres Universums geschätzt. Wir sehen nur ein Teil des Universums. Wenn ich von meiner jetzigen Position urplötzlich an die entfernteste Position des Hubble DeepFields beamen könnte würde ich an deren Position zum einen die “Fortführung” unseres jetzigen sichtbaren Universums sehen – entgegengesetzte Richtung das derzeitige sichtbare Universum (zur Hälfte). D. h. ich kann mir wenn ich dies so weiterführen würde ein tatsächlich existierendes unendliches Universum vorstellen. Wir sehen halt nur ein Teilausschnitt. Liege ich da Richtig? Wenn ja: Dies hätte doch Konsequenzen auf den Anteil dunkler Materie/Energie, oder würde dies hochgerechnet immer noch den gleichen prozentualen Anteil ergeben? Da das sichtbare Universum eine Struktur und Organisation vorweist würde ich darauf auch auf das “ganz große nicht sichtbare Universum” schließen und einen dicken “Knubbel”/Materiedichte erwarten – hätte dies dann eine Auswirkung auf bestimmte Konstanten oder nicht?

    Die Fragen müssen auch nicht unbedingt ausführlich beantwortet werden, sondern mir würde ein “Du begindest Dich auf einem völlig falschen Holzweg” reichen ^^

    Warum diese Fragen? Nun bisher ging ich von den Erklärungen bisheriger Physiker aus: Wir haben 100 Mrd. Galaxien, die wiegen so und soviel, das ist nicht ausreichend für bestimmte Konstanten/Vorhersagen. Im Prinzip würde dann ein nicht sichtbarer Materieknubbel dies in meinen Augen auflösen, oder?

  51. #51 Till
    17. Februar 2015

    @Alderamin: Es gibt keine Objekte, die man früher auf der Erde sehen konnte, und die jetzt nicht mehr zu sehen sind […] Wir haben noch freien Blick bis zur Hintergrundstrahlung.

    Wie sieht es mit (nicht elektromagnetischen) Signalen wie z.B. Gravitationswellen aus, die während des dunklen Zeitalters entstanden sind? Könnte es nicht sein, dass wir die primordialen Gravitationswellen (die BICEP2 jetzt ja doch nicht gefunden hat) deshalb nicht mehr messen können, weil Ihre Wellenlänge inzwischen ähnlich groß ist wie das beobachtbare Universum?

    Mit Sicherheit gilt das doch für Informationen, die vor der inflationären Phase entstanden sind. Die Inflationäre Phase soll ja gerade erklären, warum die Hintergrundstrahlung so gleichmäßig ist, also vergleichsweise wenig Informationen enthält. Oder habe ich da etwas falsch verstanden?

  52. #52 Till
    18. Februar 2015

    @mberle: D. h. ich kann mir wenn ich dies so weiterführen würde ein tatsächlich existierendes unendliches Universum vorstellen. Wir sehen halt nur ein Teilausschnitt. Liege ich da Richtig?

    bis hierher liegst du ME richtig 🙂

    Wenn ja: Dies hätte doch Konsequenzen auf den Anteil dunkler Materie/Energie, oder würde dies hochgerechnet immer noch den gleichen prozentualen Anteil ergeben?

    bis zum Beweis des Gegenteils gehen kosmologen davon aus, dass das gesamte Universum weitestgehend homogen ist, d.h. das Verhältnis zwischen Materie, Dunkler Materie und Dunkler Energie ist überall im Universum gleich. Das ist aber wie gesagt nur eine Annahme, die im Prinzip auch falsch sein kann. Die Annahme beruht aber auf Beobachtungen, wir haben also bisher keinen Grund sie anzuzweifeln: das beobachtbare Universum (und vor allem auch die Hintergrundstrahlung) ist auf großen Skalen (Milliarden Lichtjahren) im wesentlichen Homogen.

    Da das sichtbare Universum eine Struktur und Organisation vorweist würde ich darauf auch auf das “ganz große nicht sichtbare Universum” schließen

    Hier sehe ich Deinen Denkfehler. Die Struktur und Unregelmäßigkeiten sind nur auf relativ kleinen Skalen relevant. Das beobachtbare Universum insgesamt ist wie gesagt ziemlich homogen. So homogen, dass man sich gewundert hat und zur Erklärung die Theorie der kosmische Inflation einführen musste.

    und einen dicken “Knubbel”/Materiedichte erwarten – hätte dies dann eine Auswirkung auf bestimmte Konstanten oder nicht?

    Wie gesagt, bisher gibt es keinerlei Daten, die auf so einen “Knubbel” hinweisen und deshalb muss so ein Knubbel leider bisher Occam’s Razor zum Opfer fallen (Occams Razor besagt, dass die Einfachste Erklärung die alle Beobachtungen erklärt auch beste Erklärung ist). Aber wenn wir irgendwann Hinweise auf so einen “Knubbel” finden sollten, dann würde der mit Sicherheit Auswirkungen auf Konstanten wie z.B. die “Flachheit” des Universums haben.

  53. #53 Alderamin
    18. Februar 2015

    @mberle

    Wenn ich von meiner jetzigen Position urplötzlich an die entfernteste Position des Hubble DeepFields beamen könnte würde ich an deren Position zum einen die “Fortführung” unseres jetzigen sichtbaren Universums sehen – entgegengesetzte Richtung das derzeitige sichtbare Universum (zur Hälfte). D. h. ich kann mir wenn ich dies so weiterführen würde ein tatsächlich existierendes unendliches Universum vorstellen. Wir sehen halt nur ein Teilausschnitt. Liege ich da Richtig?

    Ja. Man geht davon aus, dass das Universum homogen und isotrop ist, also überall gleichartig und in jeder Richtung gleich aussehend. Wenn Du allerdings an den Rand des sichtbaren Universums beamen könntest, würdest Du dort den aktuellen Zustand sehen (den wir wegen der Lichtlaufzeit nicht sehen) und von uns nur die frühe Vergangenheit. Ist Dir aber sicherlich klar.

    Wenn ja: Dies hätte doch Konsequenzen auf den Anteil dunkler Materie/Energie, oder würde dies hochgerechnet immer noch den gleichen prozentualen Anteil ergeben?

    Bei den Anteilen geht es nur um die Dichte, also den Anteil pro Volumeneinheit. Es spielt keine Rolle, dass in der Ferne mehr absoulute Menge an Dunkler/sichtbarer Materie bzw. Dunkler Energie hinzukommt, es kommt ja auch entsprechend viel Raum hinzu. Und was weiter weg ist, als dass uns dessen Licht erreichen würde, wirkt auch nicht mit seiner Schwerkraft auf uns (bestenfalls mit der Schwerkraft aus seiner Vergangenheit, als es uns näher war). Für die Entwicklung des Universums ist nur die Dichte entscheidend.

    Da das sichtbare Universum eine Struktur und Organisation vorweist würde ich darauf auch auf das “ganz große nicht sichtbare Universum” schließen und einen dicken “Knubbel”/Materiedichte erwarten

    Die Homogenität und Isotropie sagt aus, dass es keine “Knubbel” gibt, sondern das Geflecht aus Galaxienhaufen und Voids immer weiter geht. Wenn man ein hinreichend großes Volumen betrachtet, hat man darin einigermaßen gleichmäßig verteilte Materie (mit eben den Dichten für Dunkle/Sichtbare Materie und Dunkler Energie, die übrigens mit Ωc/Ωb/ΩΛ abgekürzt werden, siehe etwa dort).

  54. #54 Alderamin
    18. Februar 2015

    @Till

    Wie sieht es mit (nicht elektromagnetischen) Signalen wie z.B. Gravitationswellen aus, die während des dunklen Zeitalters entstanden sind?

    Die ist genau so rotverschoben. Alle zeitlichen Vorgänge sind gestreckt.

    Könnte es nicht sein, dass wir die primordialen Gravitationswellen (die BICEP2 jetzt ja doch nicht gefunden hat) deshalb nicht mehr messen können, weil Ihre Wellenlänge inzwischen ähnlich groß ist wie das beobachtbare Universum?

    Da bin ich überfragt, aber die BICEP2- und PLANCK-Leute wissen ja eigentlich, was sie erwarten müssten. Vermutlich geht man von Wellen aus, die so kurz waren, dass sie auch in Milliardenfacher Verzögerung noch nachweisbar sind. Wie gesagt, ich weiß es nicht, nicht mal den Dopplershift, der da zu erwarten wäre.

  55. #55 mberle
    18. Februar 2015

    @Till schonmal Danke für die kurze Erklärung. Stümmt, auf die ziemlich hohe Homogenität der Hintergrundstrahlung wurde öfters hingewiesen. Okay, den “Knubbel” verwerfe ich dann mal 🙂 Das einzigst frustrierende für mich ist lediglich, das nicht genügend Lebenszeit übrig bleibt für die zukünftige Erkentnisse die in Astrophysik, Quantenphysik etc. 🙁

  56. #56 mberle
    18. Februar 2015

    @Alderamin Ja, klar, ich würde an dem Punkt die jetzige Vergangenheit unserer Galaxies sehen und vor Ort mehr tote Sternleichen sehen und neue Sterne etc. Genau das ist mir schon bewußt. Es war ja auch nur ein Denkmodell: Wir sehen ein Puzzlestückchen unseres Universums. Unser Universum hat unendlich viele Puzzlesteinchen – fertig. Also unendlich im wirklichen Sinne und nicht unendlich im Sinne dessen das wir uns auf einer Kugel befinden und ich den Ursprungsort wieder erreichen könnte (abgesehen von der fortschreitenden Expansionsgeschwindigkeit).

    Bezüglich der Vorstellung mit der Schwerkraft habe ich tatsächlich noch ein Problem. Insbesondere das diese “nur” mit Lichtgeschwindigkeit auswirkt. Die Schwerkraft ist ja im Prinzip bereits in einer Materienwolke vorhanden. Irgendwann knubbelt sich der Stern zusammen – Gesamtbetrachtet bleibt die Schwerkraft – nur lokal hat dies Einfluß darauf das sich Planeten bilden usw. Deswegen meine zunächst angenommene Zusammenballung die aber natürlich durch das homogene Abbild der Hintergrundstrahlung nicht darauf schließen lassen. Das sich Schwerkraft aber nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet habe ich ebenfalls bereits gelesen und bin auf Erkentnisse darüber gespannt. Gravitationswellen ist mir ein Begriff, aber dennoch schwer Verdaulich ^^

  57. #57 Alderamin
    18. Februar 2015

    @mberle

    Irgendwann knubbelt sich der Stern zusammen – Gesamtbetrachtet bleibt die Schwerkraft – nur lokal hat dies Einfluß darauf das sich Planeten bilden usw.
    […]
    Das sich Schwerkraft aber nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet habe ich ebenfalls bereits gelesen

    Um es nochmal klar zu machen: Schwerkraft krümmt den Raum und wirkt insofern instantan und vor Ort. Z.B. kreist die Erde nicht um die Sonne, wo sie vor 8 Minuten 20 war, sondern die Sonne krümmt den Raum um sich herum, befindet sich (näherungsweise) in gleichförmiger, unbeschleunigter Bewegung und in diesem Bezugssystem ruht das Schwerefeld um die Sonne herum, in welchem die Erde kreist, und die “sieht” nur die Raumkrümmung an ihrem aktuellen Ort.

    Die Information über eine Änderung des Schwerefelds, wie sich zum Beispiel bei Verlagerung von Massen ergibt, pflanzt sich hingegen in Form von Gravitationswellen nur mit Lichtgeschwindigkeit fort. Z.B. dass sich ferne Galaxien beschleunigt von uns entfernen.

  58. #58 Krypto
    18. Februar 2015

    @Alderamin, mberle:
    Was Planck und BICEP2 betrifft, messen die ja keine Gravitationswellen, sondern deren vermuteten Fingerabdruck in messbarer Strahlung.

  59. #59 Alderamin
    18. Februar 2015

    @Krypto

    Auch wieder wahr. Wobei sogar gilt, dass die laterale Größe noch vergrößert wird, denn das Weltall war ja früher viel kleiner und diese kleine Weltall wird auf die gesamte Himmelskugel projiziert.

    380.000 Lichtjahre erscheinen in der Entfernung der Hintergrundstrahlung etwa 1° weit, zwei Vollmonddurchmesser. Den gleichen Winkeldurchmesser haben sie auch schon in rund 22 Millionen Lichtjahren Entfernung. Die Expansion des Kosmos wirkt wie eine Lupe. Dazu kommt noch, dass die Inflation winzige Entfernungen in der Quantenwelt makroskopisch aufgebläht haben soll, entsprechend vergrößert erscheinen die Zonen am Himmel, die von den Gravitationswellen verzerrt wurden.

  60. #60 swage
    20. Februar 2015

    Hmm…

    THE (BLACK HOLE)-BULGE MASS SCALING RELATION AT LOW MASSES
    http://arxiv.org/pdf/1412.3091v1.pdf

    Alignment of quasar polarizations with large-scale struct
    ures
    http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1438/eso1438a.pdf

    On time dilation in quasar light curves
    http://arxiv.org/pdf/1004.1824.pdf

    Diese BICEP2 Geschichte hatte mich schon ziemlich überzeugt, aber leider unbrauchbar wegen Polarisierung durch kosmischen Staub. Galaxiekerne erscheinen mir zunehmend verdächtig. Lense-Thirring-Effekt fällt mir da ein, aber prinzipiell viel zu schwach. Und Machs Kritik an Newtons Eimerexperiment. Irgendwas hängt da zusammen, aber ich bin völlig außerstande das irgendwie vernünftig einzugrenzen. Mir fehlt einfach der mathematische Hintergrund und auch eine gehörige Dosis Grundwissen. Und doch… irgendetwas ist hier sehr, sehr merkwürdig. Als würde man sich auf einem Teppich befinden der langsam verdrillt wird. Und die Quasarjets erinnern an das Auge eines Sturms… mehr als diese hanebüchenen Analogien werde ich aber auf absehbare Zeit nicht hinzufügen können.

  61. #61 Noonscoomo
    Berlin
    21. Februar 2015

    @Alderamin @Christopher
    Ich möchte gerne noch mal auf die Frage eingehen, ob wir wirklich sicher sein können, dass irgendwann (100mrd oder 1billion Jahre) nix mehr zu sehen ist als eine einzige riesige Galaxis. Es ist offensichtlich, dass zukünftige Theorien auch heutige Beobachtungen erklären müssen, es kann aber doch sehr wohl sein, und von entsprechenden Überlegungen las ich, dass in sehr großen Skalen und über sehr lange Zeiträume auch die SRT bzw. die ART ungenau sind und Korrekturfaktoren brauchen. Es ist völlig ungewiss, ob wir je im Stande sein werden, hinreichend genaue Messungen zu machen um diese zu ermitteln. Es ist also durchaus möglich, dass die s.g. dunkle Energie oder kosmologische Konstante nicht ganz konstant ist. Wenn ich Christophers Argument richtig verstehe sagt er doch, wir wissen zu wenig über die Natur der dunklen Energie und unsere Messungen sind noch nicht genau genug um sicher zu sein, dass sie sich nicht verändert. Zudem, auch bei Hawking habe ich schon gelesen, dass er nicht ausschließen möchte, dass es nicht irgendwelche Schwellen gibt, ab dem z.B. das Basispotenzial des leeren Raumes, also die Nullpunktenergie, auf ein niedrigeres Niveau kippt und sich alle physikalischen Gesetze noch mal ändern. Christopher mahnt also zu argumentativer Vorsicht wenn wir über Zeiträume und Skalen sprechen, bei denen unsere heutigen Messgenauigkeiten bzw. gesicherten Erkenntnisse an ihre Grenzen kommen. Ich finde das vernünftig.

  62. #62 Krypto
    21. Februar 2015

    @noonscoomo:
    In dieser fernen Zukunft wird niemand mehr die ART kennen geschweige denn auf ein Urknall-Modell kommen können, weil die derzeitig erzielbaren Erkenntnisse dann nicht mehr für ihre Entdeckung verfügbar sein werden.
    Vielleicht gibt es dann andere forschende Zivilisationen, die sich andere Modelle und Theorien überlegen werden, welche zu unseren gar nicht passen, aber ohne unsere Erkenntnisse auch nicht verbessert oder falsifiziert werden können 😉

  63. #63 Alderamin
    21. Februar 2015

    @Noonscoomo

    Es ist also durchaus möglich, dass die s.g. dunkle Energie oder kosmologische Konstante nicht ganz konstant ist

    Absolute Sicherheit gibt’s in der Naturwissenschaft nicht. Wie ich oben irgendwo sagte, wenn es noch eine fünfte Kraft gibt, die einen Einfluss auf die Expansion des Universums hat, kann sich die ganze Entwicklung noch verändern. Aus den Messungen für die Expansion der letzten 13 Milliarden Jahre geht dies nicht hervor. Eine Extrapolation für die kommenden 100 Milliarden scheint von daher nicht zu gewagt zu sein, aber absolut sicher ist sie natürlich nicht (geschweige denn, für 1 oder 2 Billionen Jahre).

    Zudem, auch bei Hawking habe ich schon gelesen, dass er nicht ausschließen möchte, dass es nicht irgendwelche Schwellen gibt, ab dem z.B. das Basispotenzial des leeren Raumes, also die Nullpunktenergie, auf ein niedrigeres Niveau kippt und sich alle physikalischen Gesetze noch mal ändern.

    Ja, davon habe ich auch gelesen, und die gemessene Higgs-Masse rücke dies in den Bereich des Möglichen. Ein Vakuumzerfall käme einem neuen Urknall gleich, danach würde es ziemlich sicher nichts mehr von dem geben, was wir heute sehen, auch nicht die lokale Gruppe, wahrscheinlich nicht einmal Atome.

    Christopher mahnt also zu argumentativer Vorsicht wenn wir über Zeiträume und Skalen sprechen, bei denen unsere heutigen Messgenauigkeiten bzw. gesicherten Erkenntnisse an ihre Grenzen kommen. Ich finde das vernünftig.

    Es ist vernünftig, solange man die Wahrscheinlichkeiten dafür im Hinterkopf behält. Sehr wahrscheinlich (nach allem, was wir wissen, und wir wissen schon eine Menge) kommt es so, wie bei Florian oben beschrieben. Möglicherweise nicht.

  64. #64 Noonscoomo
    Berlin
    22. Februar 2015

    @Alderamin
    Da fällt mir noch eine Frage ein, die mich schon länger quält.
    Wenn ich das richtig verstanden habe entfernen sich Objekte, die gravitativ aneinander gekoppelt sind nicht voneinander, wenn sich der Raum zwischen Ihnen ausdehnt, weil der Raum nicht so etwas wie Reibung ausübt, um die Objekte mitzunehmen. Gleichwohl gibt es Objekte, die sich voneinander entfernen, weil sich der Raum zwischen Ihnen ausdehnt, die sind also nicht gekoppelt. Wo ist denn da die Grenze. Ich dachte, die Gravitation ist nirgends null. Wird die Kopplung also mit der Entfernung geringer? Ist sie irgendwann null? Und wenn das mit der Entfernung zusammenhängt, wie war das wohl, als früher noch alles viel dichter beieinander war? Es kann ja wohl nichts, was bei Entstehung der ersten Sterne gekoppelt war heute ungekoppelt sein.

  65. #65 Krypto
    22. Februar 2015

    @Noonscoomo:
    Der Raum dehnt sich überall aus, nur ist dies bei kleinen Abständen vernachlässigbar. Wenn dem nicht so wäre, müsste die Erde bzw. das Sonnensystem der Mittelpunkt des Universums sein, was wohl eher nicht der Fall ist 😉

  66. #66 Alderamin
    22. Februar 2015

    @Noonscoomo

    Wird die Kopplung also mit der Entfernung geringer? Ist sie irgendwann null?

    Nein, die FLuchtgeschwindigkeit, um der Massenanziehung eines Galaxienhaufens zu entkommen, wird mit dem Abstand kleiner aber nie 0. Soweit ich es verstanden habe greift die Raumexpansion dort, wo ihre Geschwindigkeit größer wird als die Fluchtgeschwindigkeit der Galaxienjaufen. Das ist bei etwa 20 Mpc = ca. 60 Millionen Lichtjahren der Fall.

  67. #67 noonscoomo
    Berlin
    23. Februar 2015

    @Krypto
    Ja ok, klar, nix neues. Aber wo hat das was mit meiner Frage zu tun?

    @Alderamin
    Versteh ich zwar nicht völlig, kommt mir aber erst mal plausible vor. Aber vor sagen wir mal 13Mrd Jahren war das wohl alles deutlich enger beieinander aber die Masse war ja auch schon da. Sicher noch etwas gleichmässiger verteilt, aber im Grossen und Ganzen müsste da auch schon allerhand Zusammenballung existiert haben, sonst gäb’s heute keine Sterne. Und alles was damals schon gravitativ aneinander gekoppelt war kann dann also heute nicht ungekoppelt sein, richtig? Nur das damals viel weniger Raum existierte, die nicht gekoppelten Objekte also viel dichter beieinander lagen nicht aber dichter als 20Mpc, denn sonst wären sie ja damals schon aneinander gekoppelt.
    Daraus folgt grob, alles was damals in einem Raumsegment von 20Mpc war ist da heute immer noch. Und das muss doch für jedes beliebige Raumsegment gelten. Daraus folgt nun wieder, nur Objekte, zwischen denen seinerzeit schon mehr als 20Mpc leerer Raum war sind heute nicht aneinander gekoppelt. Uiui, war das jetzt einigermassen verständlich?
    Da alles mal auf sehr engem Raum beieinander war und es heute aber Objekte gibt, die nicht gravitativ gekoppelt sind waren sie es damals auch schon nicht oder zwischendrin ist was passiert. Und mir scheint, ohne das ich das jetzt durchgerechnet habe, dass die kosmische Inflation da nicht als Erklärung reicht, denn alles was wir sehen können, war nach der Inflation falls es sie gegeben hat, noch immer recht kompakt. Kompakt genug um undurchsichtig zu sein. Und daher meine Frage, wie kann es sein, dass heute Objekte die wir sehen können nicht gravitativ aneinander gekoppelt sind?
    Anders herum find ich das genau so schwer zu versehen. Ich mache ein Beispiel: Die Lokale Gruppe der uns umgebenden Galaxien hat einen Durchmesser von rund 8 Millionen Lichtjahren. D.h. sie sind aneinander gekoppelt, d.h. sie entfernen sich nicht voneinander, wenn der Raum sich ausdehnt. Daraus folgt, sie waren früher auch nicht dichter beieinander, bevor der Raum sich ausgedehnt hat. Irgendwann, so die Urknalltheorie, müssen sie aber dichter beieinander gewesen sein, denn das Universum sei mal seeeehr klein gewesen, heisst es. Wodurch haben sie sich entfernt? Wie kann das sein?

  68. #68 Alderamin
    23. Februar 2015

    @noonscomo

    Aber vor sagen wir mal 13Mrd Jahren war das wohl alles deutlich enger beieinander aber die Masse war ja auch schon da. Sicher noch etwas gleichmässiger verteilt, aber im Grossen und Ganzen müsste da auch schon allerhand Zusammenballung existiert haben, sonst gäb’s heute keine Sterne. Und alles was damals schon gravitativ aneinander gekoppelt war kann dann also heute nicht ungekoppelt sein, richtig? Nur das damals viel weniger Raum existierte, die nicht gekoppelten Objekte also viel dichter beieinander lagen nicht aber dichter als 20Mpc, denn sonst wären sie ja damals schon aneinander gekoppelt.

    Damals war aber auch die Hubble-“Konstante” (besser: Hubble-Parameter) viel höher als heute. Schau Dir mal den schönen Plot von Niels zu H(t) an (Du kannst oben in der geschweiften Klammer auch den Definitionsbereich variieren). Da wirkte die Expansion auch auf kürzere Abstände. Die wechselseitige Anziehung der Materie hat die Expansion gebremst, erst mit der Dominanz der Dunklen Energie über die Schwerkraft ab ca. einem Weltalter von 7 Milliarden Jahren nahmen die ferneren Galaxien wieder Fahrt auf (H(t) ist aber weiter gefallen, darum ging die Diskussion mit Niels, habe ich bis jetzt noch nicht ganz durchblickt).

    Die Lokale Gruppe der uns umgebenden Galaxien hat einen Durchmesser von rund 8 Millionen Lichtjahren. D.h. sie sind aneinander gekoppelt, d.h. sie entfernen sich nicht voneinander, wenn der Raum sich ausdehnt. Daraus folgt, sie waren früher auch nicht dichter beieinander, bevor der Raum sich ausgedehnt hat

    Damals, bei einem H(t) von 1000 km/s/Mpc und mehr hat es die Materie, aus der später die lokale Gruppe entstand, noch auseinandergezogen, heute nicht mehr.

  69. #69 noonscoomo
    Berlin
    23. Februar 2015

    @Alderamin
    Ah, cool, danke. Hätte ich mir fast denken können, dass sich bei Martin dazu was finden lässt.
    Ich bin tatsächlich auch dem Irrtum aufgesessen, der Hubble Parameter sei eine Konstante, obwohl mir gleich hätte klar sein müssen, dass das Käse ist, denn die Ausdehnungsgeschwindigkeit nimmt ja zu.
    Ich dachte immer, die Zunahme kommt daher, dass sich der Raum ausdehnt, also mehr wird und wenn die Eigenschaft des Raumes ist, sich auszudehnen trifft das natürlich auch auf den neuen Raum zu, aber so einfach ist es wohl nicht…

  70. #70 Kalony
    18. April 2015

    Ich bin bestimmt aufgrund der derzeitigen paradoxen Blogeinträgen einer Paradoxie auf den Leim gegangen…Aber nachdem ich gerade im Nachbarnetz einen Artikel über den Ereignishorizont gelesen habe, und mir ein paar Gedanken durch den Kopf gingen, habe ich diesen Beitrag hier noch einmal gesucht um meine Frage zu stellen.
    Hoffe ich kann sie verständlich genug stellen:)

    Stellen wir uns vor, die Erde ist C, eine Galaxie am Rande (aber innerhalb) des Ereignishorizontes (sagen wir 12 Mrd Lichtjahre entfernt) ist B und eine Galaxie, knapp hinter dem Ereignishorizont (sagen wir 14 Mrd. Lichtjahre entfernt) ist A.

    Das jenes Licht, welches von A ausgesendet wird, uns nie erreicht, weil sich die Galaxie, aufgrund der wachsenden Expansionsgeschwindigkeit sich überlichtschnell von uns entfernt, leuchtet mir ein.

    Das Licht von B erreicht uns irgendwann, da es sich (noch) nicht mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernt.

    Das Licht von C erreicht B auf jedenfall, da es ja gerade mal 1 Lichtjahr voneinander entfernt ist.

    Wenn jetzt das Licht von C B erreicht hat und wir B sehen können, müssten wir das Licht von C dann doch auch sehen…zusammen ankommend mit dem von B.

    Wo ist da der Logikfehler?????

  71. #71 Kalony
    18. April 2015

    C ist natürlich 2 Lichtjahre von B entfernt 🙂

  72. #72 gaius
    18. April 2015

    @Kalony

    Wenn du jetzt noch in den letzten zwei Sätzen C durch A ersetzt, ergibt die Frage auch Sinn 🙂

  73. #73 bikerdet
    18. April 2015

    @ Kalony :
    Gucks Du hier :

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

    Da wird es genau erklärt, Deine Annahme ist korrekt. Auch Alderamin hat hier schon öfter eine Grafik dazu verlinkt, finde sie auf die Schnelle aber nicht …

  74. […] man, dass ein nicht abschätzbarer Teil des Universums von der Erde aus nicht mehr zu sehen ist, weil er sich wegen der beschleunigten Ausdehnung des Universums bereits mit mehr als […]

  75. #75 darius
    Hamburg
    18. Februar 2016

    ich glaube eher nich das big rip oder freeze geben wird wenn man das alles beobachtet ist das universium wie ein lebender organismuss es deht sich aus es wächst wird genauso sterben wie jedes lebenwesen dunkle energie ist wie bei menschen und tieren wachstum schub ab alter 30 bei menschen enwickelt wir uns langsamm wieder zurück unsere energie wird verbraucht bei tieren ist es wenig anders was die zeit angeht und sterben das universium wird in sich zusammenfallen zu einer singularität wenn man sieht das michlstraße amdromega galaxy verschmelzt wird die gravitation wiederum stärker und die anziehungs kraft immer größer es verschmelzen immer wieder schwarzelöcher zusammen das eine wird immer stärker und stärker massereicher .

  76. #76 PDP10
    18. Februar 2016

    @darius:

    Kleiner Tipp:

    Wenn du möchtest, dass deine Posts auch gelesen werden, wäre der Gebrauch von Satzzeichen hilfreich.
    Und Groß- und Kleinschreibung wären auch nicht schlecht.

  77. #77 darius
    18. Februar 2016

    Ja tut mir leid aber ich habe lese rechstchreib schwäche .

  78. #78 T
    18. Februar 2016

    @ darius
    Auf dem Handy Geschriebenes und LRS lassen sich heutzutage eh nicht mehr unterscheiden.
    Wichtiger finde ich aber das: Weil du das Universum mit einem lebenden Organismus vergleichst, hoffe ich für dich, dass dein Körper sich nicht mit zunehmender Geschwindigkeit ausdehnt! Es gibt keinen “wachstum schub ab alter 30 bei menschen”. Das ist Unsinn. Und wenn die Milchstraße und Andromeda sich in 4 Mrd. Jahren verbinden, wird deshalb die Gravitation nicht stärker. Auch das ist Unsinn. Hast du irgendwelche Belege für deine zahlreichen Behauptungen?

  79. #79 PDP10
    18. Februar 2016

    Ja tut mir leid aber ich habe lese rechstchreib schwäche .

    Ja genau.

    YOLO wa? Alter Smombie!

    Sich damit raus zu reden, nur weil man zu faul ist vernünftig zu tippen ist ziemlich respektlos.

    Echte Legastheniker finden das garantiert total lustig …

  80. #80 Bullet
    19. Februar 2016

    wenn man das alles beobachtet ist das universium wie ein lebender organismuss es deht sich aus es wächst

    Soso. Nach dieser “Logik” wäre auch ein Kuchenteig im Ofen ein lebender Organismus …

  81. #81 Florian Freistetter
    19. Februar 2016

    @PDP10: !Sich damit raus zu reden, nur weil man zu faul ist vernünftig zu tippen ist ziemlich respektlos. “

    Kennt ihr euch persönlich? Wenn nicht, würde ich von solchen Spekulationen absehen.

  82. #82 darius
    19. Februar 2016

    du pdp10 ich komme von förderschule ja da war ich 10 jahre drin weißt was das ist!! ganz einfach menschen machen sich sinnloss sorgen was mit das universium passiert die sollten sich eher kümmern was mit uns passiert wir menschen denken wir wären schlau denken wir könnten alles! das tun wir nicht werden es nie um erlich zu sein wir werden immer dümmer

  83. #83 darius
    19. Februar 2016

    bevor das alles passiert mit das universium,und unsere eigene sonne haben wir uns schon längst selber vernichtet

  84. #84 darius
    19. Februar 2016

    @Florian Freistetter
    Haste richtig geschrieben da sieht man wieder wie sich anderer menschen denken wie er oder sie ist obwohl er mich nicht kennt wie geasgt da kann man es sehen. Hören abschluss oder sontswas denken wissen alles besser tija macht mal weiter soloche sinnlossikeit lebt jetzt euren leben was ihr jetzt habt und gennist es und nicht dran denken was kommt und passieren wird bye bye

  85. #85 Captain E.
    19. Februar 2016

    So, “wir” werden immer dümmer!? Wer genau ist denn “wir” und womit begründet du das? Oder dass die Menschheit sich selbst vernichten wird? Die Möglichkeit dazu gibt es seit mehr als 60 Jahren.

  86. #86 Alderamin
    19. Februar 2016

    @Captain E.

    In Anbetracht der Erfolge von Trump, Petry oder LePein muss ich darius in diesem Punkt uneingeschränkt zustimmen. Soziale Netze sind riesige Verdummungsmaschinen. Wenn dermaßen konditionierte Leute dann eines Tages Wahnsinnige an die Regierung wählen, dann gute Nacht.

  87. #87 Captain E.
    19. Februar 2016

    Ach, das mit dem Wählen (bzw. Unterstützen) Wahnsinniger hat schon in den 20er und 30er Jahren des letzten Jahrhunderts ganz gut geklappt, als es statt Computer noch Hollerithmaschinen gab.

  88. #88 Alderamin
    19. Februar 2016

    @Captain E.

    Da gab’s nur noch keine Nuklearwaffen. Aber Krieg gab’s ja, am Ende sogar mit zwei Kernwaffeneinsätzen.

  89. #89 UMa
    19. Februar 2016

    @Kalony:
    “Das jenes Licht, welches von A ausgesendet wird, uns nie erreicht, weil sich die Galaxie, aufgrund der wachsenden Expansionsgeschwindigkeit sich überlichtschnell von uns entfernt, leuchtet mir ein.

    Das Licht von B erreicht uns irgendwann, da es sich (noch) nicht mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernt.”
    Leider ist das nicht ganz so einfach. Es gibt Galaxien, die sich mit mehr als Lichtgeschwindigkeit entfernen, deren Licht uns aber doch noch erreicht.
    https://de.wikipedia.org/wiki/Beobachtbares_Universum#Rotverschiebung

  90. #90 Findelkind
    19. Februar 2016

    @darius

    menschen machen sich sinnloss sorgen was mit das universium passiert die sollten sich eher kümmern was mit uns passiert

    Mir macht es immer wieder einfach Spaß, neues über das Universum zu lernen und zu verstehen. Und nach meiner Erfahrung sind Menschen, die Spaß haben, eher friedliche Menschen.

  91. #91 Kalony
    19. Februar 2016

    Ok, das mit der Rotverschiebung erweitert den Kosmologischen Ereignishorizont also auf 16,2 Mrd. Lichtjahre. Ok.
    Aber nehmen wir an, eine Galaxie A ist Jetzt gerade 17 Mrd. Lj weit weg. das Licht, was sie früher gesendet hat, kommt noch bei uns an…noch 16/17 Mrd. Jahre. Das Licht, was sie jetzt gerade sendet, wird uns nicht mehr erreichen. Richtig?

    Nun gibt es aber noch eine Galaxie B. Diese ist gerade mal 5 Mrd. Lj weg.
    Licht, welches sie gerade eben sendet, erreicht uns in 5 Mrd. Jahren.

    Da wir und Galaxie A und B auf einer Linie liegen, wird das gerade gesendete Licht von A uns nicht mehr erreichen, wohl aber wird es B erreichen, da es 5 Mrd. Lj näher an A dran ist und damit sind beide noch innerhalb ihres kosmologischen Ereignishorizontes.
    Richtig?

    Wenn nun aber A die Galaxie B erreicht, und wir B ja noch sehen können, müssten doch beide Lichtstrahlen uns erreichen, oder?

    Oder ist dann, wenn A B erreicht, B auch so weit weg von uns, das wir das von dem Licht welches B dann sendet, auch nichts mehr sehen?

  92. #92 darius
    19. Februar 2016

    @Findelkind natürlich es mach euch ja auch spaß bitte euch ich habe meine meinug wie ich über das universium denke das da hin geschrieben wie ich das sehe und glaube …

  93. #93 Alderamin
    19. Februar 2016

    @Kalony

    Ist nicht so einfach… Martin hat mal einen Artikel darüber geschrieben, lies den doch mal.

    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2010/09/19/wie-gross-ist-das-beobachtbare-universum/?all=1

  94. #94 Alderamin
    19. Februar 2016

    @darius

    Wissenschaft hat nichts mit Glauben und Meinungen zu tun, sondern man versucht herauszufinden, wie es tatsächlich ist. Es ist nicht so, dass Forscher nur im Büro sitzen und sich tolle Dinge ausdenken, wie irgendwas funktionieren könnte. Sie versuchen aus Beobachtungen Gesetzmäßigkeiten abzuleiten, und um diese zu prüfen, testen sie sie mit Vorhersagen. Z.B. hat man in den 30er Jahren vorhergesagt, dass es, wenn das Universum aus einem Feuerball entstanden war, eine Strahlung geben müsste, die von überall her zu uns kommt, nämlich das Licht des Feuerballs in großer Entfernung (wenn wir in die Ferne sehen, sehen wir die Vergangenheit, denn das Licht braucht lange, um von dort zu uns zu gelangen; wenn wir weit genug schauen, müssten wir den Urknall-Feuerball sehen können). Tatsächlich entdeckte man dann in der 50er Jahren eine Radiostrahlung, die von überall her im Universum kam. Das war das Licht des heißen Gases, aus dem das Universum entstanden war, nur durch die Ausdehnung des Universums war es zu Radiowellen auseinander gezogen worden (Radiowellen sind das gleiche wie Licht, aber die Wellen sind Millimeter bis Kilometer lang, während Lichtwellen kürzer als 1/1000 Millimeter sind).

    Das war eine große Bestätigung der Urknalltheorie, und von der Sorte gibt es noch wenigstens ein Dutzend. Deswegen glauben die Wissenschaftler nicht nur, dass sich das Universum ausdehnt und es immer weiter tun wird, sie sind sich dessen sehr sicher. So sicher wie sie sich sind, dass ein hochgeworfener Stein wieder auf die Erde fällt.

  95. #95 darius
    20. Februar 2016

    danke
    @Alderamin das ich das besser verstehen kann danke ja ich weiß ob es unedlich ist ob es andere Universum vieleicht es gibt danke dein kommetar habe ich gut verstanden 🙂