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Sternengeschichten Folge 246: Der dunkle Fluss

Sternengeschichten Folge 246: Der dunkle Fluss

Dunkler Fluss! Das klingt ein wenig mysteriös. Das klingt ein wenig romantisch. Das klingt eigentlich gar nicht nach Astronomie. Es ist aber Astronomie, denn beim dunklen Fluss geht es nicht um irgendein besonderes Gewässer sondern um die Eigenschaften von Galaxien. In Folge 63 der Sternengeschichten habe ich schon mal ausführlich über die großräumige Struktur des Universums gesprochen. So wie Planeten sich in Sonnensystemen zusammenfinden und viele Sterne gemeinsam eine Galaxie bilden, ordnen sich auch die Galaxien selbst wieder in großen, durch Gravitation aneinander gebundenen Galaxienhaufen an. Diese Galaxienhaufen – und Haufen die aus Galaxienhaufen bestehen – sind die größten Strukturen die wir im Kosmos kennen.

Verschiedene Beobachtungskampagnen haben in der Vergangenheit die Verteilung der Galaxienhaufen im Universum gemessen. Und dabei nicht nur deren Position bestimmt sondern auch die Geschwindigkeit bestimmt mit der sie sich bewegen. Eine Frage die sich hier sofort stellt lautet: Die Geschwindigkeit in Bezug auf was? Die Angabe einer Geschwindigkeit macht ja nur dann Sinn, wenn man weiß auf was sie sich bezieht. In Bezug auf die Oberfläche der Erde bewege ich mich momentan zum Beispiel gar nicht, denn ich sitze an meinem Schreibtisch und spreche in ein Mikrofon. In Bezug auf die Sonne bewege ich mich allerdings sehr wohl und zwar mit ungefähr 30 Kilometer pro Sekunde gemeinsam mit der Erde um sie herum. Und so weiter: Erde und Sonne bewegen sich gemeinsam durch die Galaxie; die Galaxie mit Erde, Sonne und all ihren anderen Sternen bewegt sich durch den lokalen Galaxienhaufen. Und auch der bewegt sich – aber in Bezug auf was?

Die Referenz die man in diesem Fall benutzt ist der kosmische Mikrowellenhintergrund. Davon habe ich in Folge 66 schon ein wenig mehr erzählt. Kurz gesagt handelt es sich dabei um die allererste Strahlung; das allererste Licht das sich im Kosmos ausbreiten konnte. Während der ersten 400.000 Jahre seiner Existenz war das Universum noch zu heiß als das komplette Atome existieren konnten. Die Elektronen der Atomhüllen waren von den Atomkernen getrennt und schwirrten überall durch die Gegend. Dadurch behinderten sie das Licht, das von den Elektronen aufgehalten wurde und sich nicht ausbreiten konnte. Erst als der Kosmos weit genug abgekühlt war, haben sich die Elektronen an die Atomkerne gebunden und der Weg für die Strahlung war frei. Einen Teil dieses allerersten Lichts können wir auch heute noch beobachten und es zeigt uns das älteste Bild unseres Kosmos; quasi ein Babyfoto des Universums.

Da diese allererste Strahlung überall im Universum entstanden ist erreicht sie uns auch heute noch von allen Punkten des Kosmos und aus allen Richtungen. Sie ist fast komplett gleichmäßig über den ganzen Himmel verteilt: Würde es sich dabei um sichtbares Licht handeln das wir sehen können und nicht um langwellige Mikrowellenstrahlung, dann könnten wir mit unseren Augen den ganzen Himmel gleichmäßig leuchten sehen. Aber weil es eben kein sichtbares Licht ist sind wir auf entsprechende Messinstrumente angewiesen die uns das gleichmäßige Leuchten des Mikrowellenhintergrunds zeigen. Und dieser Hintergrund eignet sich wunderbar als Bezug für die Angabe der Geschwindigkeit von Galaxien.

Nach allem was wir bisher über die Entstehung des Universums und die Entstehung der Galaxien wissen, sollte es da keine bevorzugten Richtungen und Geschwindigkeiten geben. Sie sollten sich komplett zufällig in alle möglichen Richtungen bewegen. Im Jahr 2008 haben dann aber Wissenschaftler um Alexander Kashlinsky vom Goddard Space Flight Center der NASA die Bewegung von 700 Galaxienhaufen im Detail untersucht. Und dabei entdeckt dass sie das nicht zufällig tun. Sie scheinen sich bevorzugt in eine ganz bestimmte Richtung zu bewegen; auf einen Punkt zu der von uns aus gesehen neben dem Sternbild des Zentauren liegt.

Ein paar Jahre später hat man dann Daten des WMAP-Satelliten in die Analyse mit einbezogen. WMAP, die “Wilkinson Microwave Anisotropy Probe” wurde speziell für die Messung der kosmischen Hintergrundstrahlung gebaut. Kashlinsky und seine Kollegen konnten jetzt 1400 Galaxienhaufen untersuchen und fanden wieder keine zufällige Verteilung der Bewegungsrichtung sondern eine gerichtete Strömung der Galaxien auf einen bestimmten Punkt zu.

Die Bewegung von Galaxienhaufen auf diesen großen Maßstäben ist immer ein Resultat der Gravitationskraft. Wenn sich alles in eine bestimmte Richtung bewegt, dann muss sich dort mehr Materie befinden als anderswo die eine stärkere Gravitationskraft ausübt als die anderen Regionen im Universum. Über ein ähnliches Phänomen habe ich schon in Folge 113 der Sternengeschichten gesprochen als es um den “Großen Attraktor” ging. In diesem Fall war die Sache aber ein wenig komplizierter. Dort war nichts zu beobachten was diese Bewegung verursachen hätte können. Man wusste nur, dass die Bewegung stattfindet, aber nicht was sie verursacht. Und in Anlehnung an die dunkle Materie und die dunkle Energie, zwei andere astronomische Phänomene von deren Existenz man zwar weiß, dessen Ursache man aber noch nicht kennt, haben Kashlinsky und seine Kollegen ihre Entdeckung den “dunklen Fluss” genannt. Aber so wie man dunkle Materie und dunkle Energie nicht miteinander verwechseln darf, weil es sich dabei um völlig unterschiedliche Dinge handelt, darf man auch den dunklen Fluss nicht mit der dunklen Materie und der dunklen Energie in Verbindung bringen. Alle drei Phänomene teilen sich zwar das Adjektiv “dunkel”, aber das heißt in diesem Fall eben nichts anderes als “unbekannt”.

Natürlich haben die Astronomen trotzdem spekuliert um was es sich handeln könnte. Die einfachste Möglichkeit: Materie die wir schlicht und einfach nicht sehen können. Nicht, weil es sich um irgendeine mysteriöse Substanz handelt. Sondern weil wir nicht das gesamte Universum sehen können. Wir können nur das Licht sehen, dass in den 13,8 Milliarden Jahren seit denen das Universum existiert Zeit hatte, bis zu uns zu gelangen. Wir gehen aber davon aus, dass der gesamte Kosmos viel zu groß ist als das wir alles sehen könnten was er enthält. In Folge 69 der Sternengeschichten habe ich von der kosmischen Inflation gesprochen, also der Phase unmittelbar nach dem Urknall als sich das Universum während einer enorm kurzen Zeit enorm schnell ausgedehnt hat. Viel schneller als das Licht – was übrigens kein Widerspruch zu Einsteins Relativitätstheorie ist. Die besagt nur, dass sich nichts schneller als das Licht bewegen kann. Das bedeutet: durch den Raum bewegen! Bei der Expansion des Kosmos bewegt sich aber nichts durch den Raum. Der Raum selbst dehnt sich aus und das kann er im Prinzip so schnell machen, wie er möchte. Und wenn er sich früher einmal überlichtschnell ausgedehnt hat – wovon alle gängigen Theorien zur Entstehung des Universums ausgehen – dann ist der Kosmos heute so groß, dass es viele Regionen gibt von denen wir nichts sehen weil das Licht uns von dort noch nicht erreicht hat. Hinter diesem “kosmischen Horizont” könnten sich Materieansammlungen befinden deren Gravitationskraft die Galaxienhaufen beeinflusst. Die Gravitationskraft selbst kann sich natürlich auch nicht schneller als das Licht bewegen. Aber es geht hier ja um Galaxien die sich sehr, sehr weit von uns entfernt befinden. Sie sind also, vereinfacht gesagt, näher am Horizont als wir. Der Horizont selbst ist aber immer nur Ansichtssache: Was für uns dahinter liegt und uns (noch) nicht beeinflussen kann ist von einem anderen, weit entfernten Beobachtungspunkt durchaus sichtbar und spürbar. Die fernen Galaxien also können die Gravitation spüren von der wir nichts mitkriegen. Aber wir können diese Galaxien sehen und der dunkle Fluss zeigt uns, dass da etwas ist was wir nicht sehen können, aber die Galaxien beeinflusst.

Die kosmische Hintergrundstrahlung zeigt, wie die Materie im frühen Universum verteilt war Bild: ESA and the Planck Collaboration)

Die kosmische Hintergrundstrahlung zeigt, wie die Materie im frühen Universum verteilt war Bild: ESA and the Planck Collaboration)

Möglicherweise zumindest. Denn es gibt noch einen weiteren wichtigen Unterschied. Wie ich in den Folgen 25 und 26 erklärt habe, sind die dunkle Materie und die Energie mittlerweile so gut wie zweifelsfrei nachgewiesen. Wir kennen zwar deren Ursache nicht, aber dass da etwas ist, das eine Ursache haben muss, ist mehr oder weniger unstrittig. Beim dunklen Fluss ist das nicht so. Denn hier gab es schon ziemlich bald Kritik anderer Astronomen. Ich habe vorhin deswegen so ausführlich über die kosmische Hintergrundstrahlung gesprochen weil man die wirklich gut verstehen muss, wenn man sie als Referenz für die Geschwindigkeit von Galaxienhaufen benutzen will. Macht man hier einen Fehler, dann stimmen auch die Geschwindigkeitsangaben nicht. Und wenn die Hintergrundstrahlung auch sehr, sehr gleichmäßig verteilt ist, gibt es doch kleine Unregelmäßigkeiten. Die muss man kennen und berücksichtigen und das ist eine sehr komplizierte Aufgabe. Die Messungen sind nicht einfach; es gibt Unmengen an störenden Einflüssen die man identifizieren und bei den Berechnungen berücksichtigen muss, und so weiter. Und viele Wissenschaftler waren und sind der Ansicht, dass das bei der “Entdeckung” des dunklen Fluss nicht ausreichend gut passiert ist. Die Galaxienhaufen würden sich nicht wirklich alle in eine bestimmte Richtung bewegen. In Wahrheit habe man einfach nur den als Referenz dienenden Hintergrund nicht genau genug verstanden und so die Geschwindigkeiten falsch bestimmt.

Und tatsächlich haben andere Daten aus anderen Beobachtungen keine Anzeichen einer gerichteten Bewegung gezeigt. Und als dann der Nachfolger des WMAP-Satelliten, das europäische Planck-Weltraumteleskop die Hintergrundstrahlung noch genauer vermessen hat als je zuvor, fanden sich auch hier keine Hinweise auf den dunklen Fluss. Das war zumindest die Meinung einiger Wissenschaftler; andere, die andere mathematische Methoden zur Datenauswertung verwendet haben waren dagegen der Ansicht dass es einen dunklen Fluss durchaus geben könnte.

Und das ist mehr oder weniger der aktuelle Stand der Dinge. Die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung von weit entfernten Galaxienhaufen lässt sich derzeit nicht genau genug bestimmen um einen dunklen Fluss zweifelsfrei nachzuweisen. Oder zu widerlegen. Der dunkle Fluss ist eine faszinierende Sache, eine Möglichkeit etwas über einen Teil des Universums herauszufinden der uns eigentlich verschlossen ist. Vielleicht ist der dunkle Fluss aber auch nur das Result ungenauer Messungen. Das wird erst die Zukunft zeigen…

Kommentare (59)

  1. #1 Fliegenschubser
    11. August 2017

    Faszinierend. Und wieder was gelernt :)

  2. #2 pane
    11. August 2017

    Ist durch die Hintergrundstrahlung nicht Einsteins Grundannahme, dass es kein festes Bezugssystem im Weltall gibt, widerlegt? Einsteins Schlussfolgerung kann natürlich trotzdem richtig sein.

  3. #3 Alderamin
    11. August 2017

    @pane

    Nein, wieso? Es ist ja ein willkürlicher Bezugspunkt, man könnte alternativ auch die Milchstraße nehmen. Der Vorteil ist halt, dass die Hintergrundstrahlung dem Gas entstammt, aus dem die Galaxien entstanden sind, und dieses war relativ zu sich selbst von Beginn an in Ruhe (abgesehen von der kosmologischen Expansion). D.h. alle Bewegungen, die durch die Gravitation induziert wurden, starteten durch Kontraktion aus dem Ruhezustand des Gases, das beim Urknall entstanden war. Die Hintergrundstrahlung ist heute symmetrisch bezüglich einer Geschwindigkeit, die diesem anfänglichen Ruhezustand entspricht: wenn man sich genau so bewegt, wie das Gas es tat, nachdem es beim Urknall entstanden war, hat die Hintergrundstrahlung in jeder Richtung die gleiche Frequenz und Temperatur. Daher ist sie ein Bezugspunkt, der überall im Universum praktikabel ist.

    Aber dennoch willkürlich. Man könnte ja auch definieren, dass das Gas mit einer Anfangsbewegung in einer bestimmten Richtung entstanden sei, die halt überall gleich war. Das Weltall würde dann genau so aussehen, nur käme auf jede Geschwindigkeit noch ein Aufschlag hinzu, der die Eigenbewegung des gesamten Universum beschriebe. Das wäre allerdings unnötig umständlich und ohne externen Bezugspunkt auch ziemlich sinnlos, insofern spart man sich das. Aber nach Einstein wäre das völlig ok.

  4. #4 mathias
    11. August 2017

    “Die fernen Galaxien also können die Gravitation spüren von der wir nichts mitkriegen. Aber wir können diese Galaxien sehen und der dunkle Fluss zeigt uns, dass da etwas ist was wir nicht sehen können, aber die Galaxien beeinflusst…”

    Wenn wir aber die schon beeinflussten Galaxien sehen (Licht), dann müssten wir ja auch den Einfluss selbst (Gravitation) sehen können? Wenigstens prinzipiell.

  5. #5 vroomfondel
    11. August 2017

    @mathias Dabei musst du aber bedenken, dass Gravitation mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt. Wenn wir Gravitonen messen koennten, wuerden wir vielleicht tatsaechlich etwas aus dieser Richtung “sehen”, aber momentan bleibt nur die eletromagnetische Strahlung als Fingerzeig.

  6. #6 Karl-Heinz
    11. August 2017

    Wie vermisst man eigentlich weit entfernt Galaxienhaufen (zum Bsp. Raumbewegung).
    Spielt da der Sunjajew-Seldowitsch-Effekt eine Rolle?

  7. #7 Conz
    11. August 2017

    Dieses Thema wurde Florian von mir vorgeschlagen. Seit den Meldungen von 2008/2010 habe ich immer mal wieder über diese nachgedacht. Auf Florians Frage (auf Twitter) nach Themenwünschen, kam mir “dark flow” als erstes in den Sinn.
    Die original Meldungen vom Goddard Center der NASA:
    https://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2008/dark_flow.html
    https://www.nasa.gov/centers/goddard/news/releases/2010/10-023.html

    @mathias: Genau das ist auch mein Stolperstein daran. Wenn es gravitative Einflüsse auf die Systeme gibt, müssten wir auch die Quelle sehen können, wenn diese aus “sichtbarer Materie” besteht, da sich Gravitation ja auch nur mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnen kann. Wie können wir dann Effekte auf das System sehen, die von außerhalb des “beobachtbaren Universums” stammen?
    Einzige Erklärung, die mir schlüssig scheint, sind gravitative Effekte aus der Zeit bevor das Universum aufklarte.

    @vroomfondel: Es geht weniger darum, die Gravitation hier zu messen, mehr darum die Quelle der Gravitation zu sehen.
    Was Florian aus den original Meldungen nicht übernommen hat ist folgende Aussage: “The clusters show a small but measurable velocity that is independent of the universe’s expansion and does not change as distances increase,”.
    Wie Du richtig angemerkt hast, nimmt die Gravitation im Quadrat ab. Was für mich bedeutet, dass die ganzen Galaxien (mit unterschiedlichem Abstand zu der Quelle) nicht alle die gleiche Geschwindigkeit haben sollten. Dies müsste ja mit Abstand zur Quelle abnehmen, was wohl nicht der (berechnete) Fall ist.

    Nach dieser Folge der Sternengeschichten tendiere ich auch eher in Richtung “Rechenfehler”. Aber das können nur weitere Messungen oder neuer Berechnungen in der Zukunft zeigen, wie Florian den Podcast ja auch abgeschlossen hat. Trotz alledem ein spannendes Thema, danke Florian für diese Folge!

  8. #8 Florian Freistetter
    11. August 2017

    @Conz: “Wenn es gravitative Einflüsse auf die Systeme gibt, müssten wir auch die Quelle sehen können, wenn diese aus “sichtbarer Materie” besteht, da sich Gravitation ja auch nur mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnen kann.”

    Also ich hab das so verstanden: Irgendwo ist eine Masse X. Die Distanz zwischen uns und Masse X ist größer als 13,8 Mrd LJ; d.h. weder Licht noch Gravitation hat uns von dort bis jetzt erreicht. Zwischen uns und Masse X ist eine Galaxie. Die Distanz zwischen der Galaxie und Masse X ist kleiner als 13,8 Mrd LJ; deswegen kann Masse X die Galaxie beeinflussen. Die Distanz zwischen uns und der Galaxie ist ebenfalls kleiner als 13,8 Mrd LJ und wir können sehen, was die Galaxie treibt. Aber nicht was dafür verantwortlich ist weil Masse X weiter weg ist. Ist natürlich vereinfacht weil das mit den Distanzen auf kosmologischen Maßstäben immer knifflig ist (http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2012/01/03/die-rotverschiebung-und-die-vielen-entfernungen-der-kosmologie/) – ich schließe nicht aus das ich da nen Denkfehler gemacht habe.

  9. #9 Conz
    11. August 2017

    @Florian: Gehen wir mal von einer Lichquelle an der Stelle des Gravitationsursprungs (außerhalb unseres beobachtbaren U.) aus. Diese Lichtquelle strahlt Licht auf ein Objekt, das an dem Ort der beobachteten Galaxien liegt, aus. Könnten wir theoretisch das reflektierte Licht auf diesem Objekt sehen? M.M.n. nicht. Da die “Strecke von Lichquelle” + “Distanz zu angestrahltem Objekt” ja weiter als 13,7Mio Lichtjahre ist. Das gleiche sollte doch auch für die Gravitation gelten, die dieses Objekt erreicht, die wir jetzt “sehen” können, die sich auch nur mit LG ausbreiten kann. Daraus folgt für mich, dass es nur gravitative Effekte sein könnten, die vor dem aufklaren des U. stattgefunden haben.

  10. #10 Conz
    11. August 2017

    natürlich 13,7 Millarden Lj, nicht Mio. *Doh*

  11. #11 Alderamin
    11. August 2017

    @Florian

    Also ich hab das so verstanden: Irgendwo ist eine Masse X. Die Distanz zwischen uns und Masse X ist größer als 13,8 Mrd LJ; d.h. weder Licht noch Gravitation hat uns von dort bis jetzt erreicht. Zwischen uns und Masse X ist eine Galaxie. Die Distanz zwischen der Galaxie und Masse X ist kleiner als 13,8 Mrd LJ; deswegen kann Masse X die Galaxie beeinflussen. Die Distanz zwischen uns und der Galaxie ist ebenfalls kleiner als 13,8 Mrd LJ und wir können sehen, was die Galaxie treibt.

    Hatte ich auch so verstanden. Aber wenn man über mathias’ Einwand nachdenkt: wenn wir sehen können, dass die ferne Masse die Galaxie beeinflusst, dann war hat ihr Licht Zeit gehabt, uns aus ihrer Entfernung zu erreichen. Die Gravitation, die sie damals beeinflusste, und das Licht deren Quelle, hat dann aber die gleiche Zeit gehabt, den restlichen Weg zu uns vorzudringen. Eigentlich müsste man die Quelle also ebenfalls sehen. Eine Beeinflussung einer Galaxie durch Masse hinter unserem Horizont ist zwar denkbar, wäre aber nicht beobachtbar.

    Eine Möglichkeit wäre, dass die ferne Masse so lichtschwach oder rotverschoben ist, dass wir sie nicht detektieren können. Eine andere, die schon genannt wurde, dass sie hinter der Hintergrundstrahlung verborgen liegt.

  12. #12 Florian Freistetter
    12. August 2017

    @Alderamin: “wenn wir sehen können, dass die ferne Masse die Galaxie beeinflusst, dann war hat ihr Licht Zeit gehabt, uns aus ihrer Entfernung zu erreichen.”

    Das versteh ich jetzt gerade nicht. Für uns ist ja nur das relevant was wir sehen. Die ferne Galaxie kann die Masse X sehen und spüren. Wir nicht. Wir sehen uns spüren nur die Galaxie. Wissen aber nicht warum die Galaxie sich so verhält wie sie es tut weil Masse X noch zu weit weg ist.

  13. #13 Rowlf
    12. August 2017

    Also ich denke, die Argumentation von Alderamin und Conu ist: wir sehen eine Wirkung, nämlich die Bewegung der fernen Galaxie. Dann muss zu dem Zeitpunkt die Ursache der Wirkung, die Gravitation, bei der Galaxie angekommen sein. Also hat die Ursache die gleiche Zeit, wie die Wirkung, für uns sichtbar zu werden. Die Gravitation der Ursache ist zu schwach, um sie zu erfassen und ihr Licht könnte nicht sichtbar sein, weil es zu langweilig ist. Habe ich mir das richtig zusammen gereimt?

  14. #14 mathias
    12. August 2017

    @Florian
    “Für uns ist ja nur das relevant was wir sehen”

    Genau. Wir sehen die schon beeinflussten Galaxien. Das heißt, die Gravitation der Masse X hat die beeinflussten Galaxien schon erreicht. Zusammen mit dem Licht der beeinflussten Galaxien, breitete sich dann auch die Gravitation der Masse X weiter in unsere Richtung aus. Daher müssten wir prinzipiell auch die Gravitation der Masse X spüren.

  15. #15 Florian Freistetter
    12. August 2017

    @mathias: “Genau. Wir sehen die schon beeinflussten Galaxien. Das heißt, die Gravitation der Masse X hat die beeinflussten Galaxien schon erreicht. Zusammen mit dem Licht der beeinflussten Galaxien, breitete sich dann auch die Gravitation der Masse X weiter in unsere Richtung aus. Daher müssten wir prinzipiell auch die Gravitation der Masse X spüren.”

    Tut mir leid – entweder ich stehe gerade wirklich enorm auf dem Schlauch (was sein kann, da ich schon die ganze Woche quasi im Akkord Texte auf Vorrat schreibe). Oder wir reden aneinander vorbei.
    Ich kann nicht nachvollziehen wieso WIR die Masse X spüren müssen? Wir spüren/sehen die Galaxie, ja. Aber wieso folgt daraus das wir auch die Masse X spüren/sehen müssen?

    Ich probiers mal mit ner Analogie: Ich sehe in der Ferne eine Freund von mir stehen. Es ist neblig und ich kann ihn gerade noch so erkennen. Noch weiter entfernt steht ein anderer Typ, den ich aber nicht sehen kann und er mich nicht. Aber mein Freund kann ihn sehen – und mich auch. Jetzt winkt der andere, weit entfernte Typ meinem Freund zu (was ich nicht sehen kann). Mein Freund winkt zurück – und das KANN ich sehen. Und daraus schließen, dass da irgendwo weit hinten im Nebel noch irgendwer sein muss, der meinen Freund zum Winken gebracht hat, auch wenn ich nicht bis dorthin sehen kann.

    In der Realität wirds halt noch komplizierter; das Universum dehnt sich ja aus und zwar um so schneller je weiter was entfernt ist. Damit der Vergleich besser passt müssten die drei Leute in meinem Beispiel alle voneinander davon laufen und zwar umso schneller je weiter sie voneinander entfernt sind. D.h. die Metrik ist dann auch nicht mehr unbedingt simpel. Wir könnten ne Wirkung sehen die so lange her ist das die Quelle der Wirkung schon längst per Expansion überlichtschnell abhaut, usw. Kosmologie und Entfernung… das geht nie gut mit der Anschaulichkeit 😉

  16. #16 Karl-Heinz
    12. August 2017

    @mathias

    Bei deiner Argumentation gehst du davon aus, dass sich der Raum in der Zeit nicht ausdehnt. Gibt es da nicht einen Horizont, der sich mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernt?

  17. #17 Schmidts Katze
    12. August 2017

    Ich denke auch, wenn uns kein Licht von dieser Gravitationsquelle erreichen kann, dann kann uns auch keine andere Information erreichen, auch nicht “über Bande”.
    Es kann keine Kausalkette geben, durch die dieses Objekt hier irgendwas verursacht.

  18. #18 mathias
    12. August 2017

    @Florian
    Ich weiß jetzt nicht, ob Dein Nebelargument so zählen kann. Dann müsste ja auch die Gravitation der Masse X irgendwie vernebelt sein.
    Hier wurde ja schon ein anderes Beispiel angedacht: Wenn Masse X auch durch Licht die Galaxien, unterscheidbar von ihrer Schwerkraft, z.B. durch Reflexion/Impulsübertrag, beeinflussen könnte, würde dieses Licht bei diesen Galaxien nicht gestoppt werden, sondern ihren Weg fortsetzen und gemeinsam mit dem Licht der Galaxien zu uns kommen.

  19. #19 mathias
    12. August 2017

    @Karl-Heinz
    Ich gehe davon aus, dass sich im einfachsten Fall Licht und Gravitation gleich ausbreiten. Dann unterliegen beide Signaltypen ja auch den gleichen Beeinflussungen. Auch denen der kosmischen Expansion, ob beschleunigt oder nicht.

  20. #20 Karl-Heinz
    12. August 2017

    Anfangs dachte ich auch, dass Florian unrecht hätte. Wenn man aber die Ausdehnung des Raumes mit einbezieht, ergibt sich der Fall, dass die sehr weit entfernte Masse X sehr wohl ihre Umgebung beeinflusst, wir aber nie und nimmer die Möglichkeit haben diese Masse X zu sehen, da diese mit Überlichtgeschwindigkeit von uns abhaut.

  21. #21 Karl-Heinz
    12. August 2017

    @mathias

    Ich meinte, dass
    die uns nähere Umgebung der Masse X für uns sichtbar ist, aber der Raumzeitpunkt von X selbst ausserhalb unserem Ereignishorizont liegt, da sich die Masse X mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernt.

  22. #22 Alderamin
    12. August 2017

    @Karl-Heinz

    Das ist so nicht richtig, der Ort haut jetzt mit Überlichtgeschwindigkeit von uns ab (die sichtbare Galaxie möglicherweise auch), aber das Licht und die Gravitation der unsichtbaren Quelle hatten

    1) die Zeit, bis zu der sichtbaren Galaxie vorzudringen
    2) die Zeit, zusammen mit dem sichtbaren Licht, das die sichtbare Galaxie zur Zeit der Wechselwirkung, die wir sehen, ausgestrahlt hat, uns zu erreichen – deswegen sehen wir ja die Wechselwirkung. Wir sehen, dass die Gravitation schon bis zu der fernen Galaxie vorgedrungen ist.

    Folglich muss sich die Quelle der Gravitation innerhalb unseres Horizontes befinden.

    Eine Quelle außerhalb des Horizontes könnte eine sichtbare Galaxie zwar beeinflussen, ohne dass Licht/Gravitation der Quelle Zeit hätten, uns zu erreichen. Dann hätte aber auch das Licht der Beeinflussung noch keine Zeit gehabt, bis zu uns vorzudringen.

    Machen wir statt des Nebelbeispiels mal eines mit rollenden Bällen. Person 1 (ferne Quelle) rennt zunehmend schneller von uns weg. Sie schmeißt dabei Bälle hinter sich, die sich von ihr weg bewegen. Die Bälle erreichen uns nicht, weil die Person so schnell läuft, dass die geworfenen Bälle gar nicht mehr in unsere Richtung rollen.

    Aber vor ein paar Sekunden war sie noch langsamer und die Bälle rollten echt in unsere Richtung. Dabei kamen sie an einer Person auf halber Strecke zu uns vorbei. Die Person tippte einen Ball kurz mit Filzstift an und ließ ihn passieren. Dieser Ball erreichte uns dann nach einer Zeit. Zusammen mit den anderen Bällen, die die Person hat vorbeirollen lassen.

    Das ist die beschriebene Situation. Was Florian und Du erklären wäre eine Situation, wo der markierte Ball uns noch nicht erreicht hat, aber schon markiert wurde. Dann sind auch die anderen, unmarkierten Bälle noch nicht bei uns. Dann wissen wir aber nichts davon, dass die Person auf halber Strecke einen Ball erhalten hat.

    Klar?!

  23. #23 Karl-Heinz
    12. August 2017

    @Alderamin

    Ich muss deine Argumente nochmals Schritt für Schritt durch gehen.

    Aber wie ist es mit dem Schwarzen Loch (SL).
    Auch dieser beeinflusst seine Umgebung mit seiner Schwerkraft. Aber ins innere des SL können wir nicht sehen, das sein Ereignis-HORIZONT eine Barriere für uns darstellt.

  24. #24 Frantischek
    12. August 2017

    Soweit ich das verstanden habe entsteht die Gravitationswirkung rund ums SL einzig und allein aus der Raumkrümmung am Horizont.
    Da kommt nix aus dem innern raus…

  25. #25 Claus
    12. August 2017

    @Alderamin: wenn die Quelle die Galaxie beschleunigt hat, und sich danach über den Ereignishorizont der Galaxie entfernt hat, würden wir immer noch die Wirkung d.h. die Bewegung beobachten können. Die Quelle selbst wäre für uns unsichtbar (und für die Galaxie selbst auch). Wir würden nur keine Beschleunigung wahrnehmen können.

  26. #26 Alderamin
    12. August 2017

    @Karl-Heinz

    Bei schwarzen Löchern kann es Objekte im freien Fall am und hinterm Horizont geben, die weiter nach innen sehen können als wir, und sie sehen uns auch noch (wir sie aber möglicherweise nicht mehr). Es gibt aber keinen Trick, dass sie das, was sie sehen, an uns übermitteln können, ein Horizont ist ein Horizont, den kann man nicht austricksen.

    Auch den kosmologischen nicht. Wir können allenfalls noch Orte aus einer früheren Zeit sehen, die damals noch in unserem Horizont waren und es heute nicht mehr sind. Und wenn wir in der Ferne eine Beeinflussung solcher Ort sehen, kann die ihre Quelle auch nur damals innerhalb unseres Horizonts gehabt haben, sonst hätten wir eine Abkürzung gefunden und es könnte uns jemand Informationen von außerhalb des Horizonts zusenden. Das wäre ein Widerspruch zur Definition des Horizonts.

  27. #27 Alderamin
    12. August 2017

    @Claus

    Warum sollte für diese Wirkung denn etwas anderes gelten als für ihr Licht? Wenn’s Schall wäre, vielleicht, aber der breitet sich ja nicht im leeren Raum aus. Alles andere hat Lichtgeschwindigkeit (Partikel gibt’s auch noch, aber aus so großer Entfernung kommt nichts hier an, was nicht fast lichtschnell unterwegs ist).

    Solche Objekte verschwinden übrigens nie wirklich in dem Sinne, dass sie irgendwann ausgeknipst werden, ihre Rotverschiebung strebt nur gegen unendlich, sie verblassen, bis sie unsichtbar werden. Theoretisch kommt ihre Strahlung unendlich lange noch bei uns an.

    Eigentlich wollte ich mal darüber einen Artikel für den Blogschreibwettbewerb schreiben, hab’s aber letztes Jahr nicht geschafft, und dieses Jahr wird’s wohl auch nichts.

  28. #28 Karl-Heinz
    12. August 2017

    @Alderamin

    Dass mit den Bällen ist eine in sich konsistente Überlegung. Ich applaudiere. Ist keine unterschwellige Bemerkung, sondern echt gemeint 😉
    Ich selber bin ja ein Laie auf dem Gebiet und möchte daher mal einige Begriffe einwerfen.
    Raumkrümmung, Gravitationspotential und Gravitationswellen.
    Und jetzt meine Frage: Kann eine Änderung oder überhaupt der Ist-Zustand der Raumkrümmung im lokalen Gebiet allein durch Gravitationswellen beschrieben werden. Eine Gravitationswelle würde ein lokales Gebiet durchströmen aber nach einiger Zeit wäre doch alles beim alten, oder?
    Ich nehme an, dass Gravitationswellen ja nicht für den Sunjajew-Seldowitsch-Effekt verantwortlich sind. Argumentiert wird aber mit Gravitationswellen.

  29. #29 Alderamin
    12. August 2017

    @Karl-Heinz

    Bin mir nicht sicher, ob ich Deine Frage verstehe, aber ich habe mal unter ‘Dark Flow’ in der Wikipedia nachgeschlagen. Da steht:

    Die Autoren der Studie schlugen vor, dass die Bewegung ein Überrest des Einflusses von heute nicht mehr sichtbaren Bereichen des Universums vor der kosmischen Inflation ist.

    Damit ist klar, was gemeint ist. Vor der Inflation war alles winzig klein und nahe beieinander. Es war kein Problem, Information (Wärme) oder Wirkung (Kräfte wie Gravitation) auszutauschen. Die Inflation riss dann mit einem Ruck alles auseinander, so dass kein Kontakt mehr zum größten Teil des Universums besteht, der zuvor noch in Reichweite war. Deswegen haben heute Raumbereiche die gleiche Temperatur, die ohne Inflation wegen ihrer großen Entfernung nie in Kontakt gewesen sein könnten. Wenn aber irgendeine Bewegung damals vor der Inflation induziert wurde und die Inflation überlebte, dann kann diese noch andauern, obwohl die ehemalige Quelle heute Trillionen Lichtjahre entfernt hinter dem Horizont und der Hintergrundstahlung läge. Macht Sinn. Aber nur mit Inflation.

    Die Schwerkraft der Quelle braucht auch gar nicht mehr zu wirken, der verbliebene Impuls der Galaxie(n) alleine würde reichen, um eine Bewegung zu erklären. Prinzipiell wäre es aber auch möglich, dass noch ein Schwerefeld besteht, das durch die Inflation mit aufgebläht und von seiner Quelle ‘abgeschnitten’ wurde, gewissermaßen noch nicht ‘gemerkt’ hat, dass sie weg ist (so als ob die Sonne plötzlich weg wäre; die Erde merkte es erst 8 Minuten 20 später). Die Änderung der Schwerkraft breitet sich nur mit Lichtgeschwindigkeit aus – da kommt so was wie “Gravitationswellen” ins Spiel, die selbst aber nicht die Schwerkraft vermitteln, sondern nur Information über ihre Änderung. Ist es das, worauf Du anspielst?

  30. #30 Karl-Heinz
    12. August 2017

    @Alderamin

    Die Änderung der Schwerkraft breitet sich nur mit Lichtgeschwindigkeit aus – da kommt so was wie “Gravitationswellen” ins Spiel, die selbst aber nicht die Schwerkraft vermitteln, sondern nur Information über ihre Änderung. Ist es das, worauf Du anspielst?

    Ja, ich würde es laienhaft so formulieren. Anfangswert zu Beginn + kumulierte Änderungen bis zur Zeit t.

  31. #31 Karl-Heinz
    12. August 2017

    @Alderamin

    ‘Dark Flow’
    Die Autoren der Studie schlugen vor, dass die Bewegung ein Überrest des Einflusses von heute nicht mehr sichtbaren Bereichen des Universums vor der kosmischen Inflation ist.

    Danke für den Hinweis.
    Auch an mathias und den anderen: Danke für den Einwand.
    Habe in diesem Fall wieder was dazugelernt.

  32. #32 Karl-Heinz
    13. August 2017

    Auch hier wird über das Phänomen dark flow bzw. “Dunkler Fluss” diskutiert.

    http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2009/11/25/leben-wir-in-einem-multiversum/

  33. #33 Rolf L.
    13. August 2017

    Hallo zusammen,
    ich bin ein sehr interessierter Laie und mit dem Thema dieses Blogs weder verwandt noch verschwägert
    ———————————————————————-
    ich versuche gerade, mir sehr laienhaft das vorzustellen, was im Blog und den Kommentaren gemeint ist wenn davon die Rede ist das sich der “Dunkle Strom” hinter dem “Horizont” verbirgt und von dort Einfluss nimmt auf die Materie die vor dem “Horizont” ist. Diesen Einfluss können wir “sehen” und daraus wiederum schließen dass sich noch weiter weg etwas befindet dass diesen Einfluss ausübt.
    Habe ich das im Grunde richtig verstanden ?
    Könnte ich dann als irdische Analogie sozusagen (damit ich das auch verstehe) folgendes Beispiel nehmen?
    Ich stehe in Norddeich an der Küste und sehe vor mir vor dem Horizont die Insel Norderney. Dann sehe ich, wie auf der Insel eine große Fahne gehisst wird von der gesagt wird, dass das ein Zeichen ist wenn ein Schiff in Seenot ist. Das Schiff sehe ich nicht weil hinter dem Horizont. Ich muss es aber auch nicht sehen weil ich die Fahne vor, bzw am Horizont sehe und damit weiß was dahinter auf offener See passiert.
    Ist damit, wie gesagt, sehr laienhaft das beschrieben worüber im Blog u.a. gerade heftig diskutiert wird ???
    ———————————————————————-
    Grüße aus dem schönen Rheinland
    Rolf

  34. #34 mathias
    14. August 2017

    @Rolf L.
    “…Ist damit, wie gesagt, sehr laienhaft das beschrieben worüber im Blog u.a. gerade heftig diskutiert wird ?”

    Nicht ganz. Man sieht bei Norddeich das Schiff hinter dem Erdhorizont nicht mehr, weil das Licht vom Schiff eine (fast) gerade Bahn in das Weltall nimmt, wobei die Erdoberfläche gekrümmt ist. Wäre der Lichtstrahl im gleichen Maßen gekrümmt wie die Erdoberfläche, käme das der Situation im Artikel näher. So eine Situation wäre z.B. in der Nähe eines schwarzen Loches gegeben. Lichtablenkung im Gravitationsfeld. Man hätte dann den Eindruck, dass die Erde wirklich flach wäre, und man könnte das entfernte Schiff von Norddeich aus sehen und man bräuchte die Fahne auf Norderney nicht mehr.

  35. #35 Alderamin
    14. August 2017

    @mathias, Rolf L.

    Nee, nee, man darf das Horizont-Bild nicht überinterpretieren, es gibt im Universum kein Analogon zu einem Mast über dem Horizont, und mit Licht- oder Raumkrümmung hat der kosmologische Horizont auch nichts zu tun, im Gegenteil, das Universum ist großräumig flach.

    Es geht nur um den Lichtkegel. Wenn wir in die Ferne blicken, sehen wir gleichzeitig in die Vergangenheit, weil das Licht eine Laufzeit hat. Ein Gegenüber, mit dem wir reden, sehen wir mit ca. 10 Nanosekunden Verspätung (und hören ihn nach ein paar Millisekunden). Den Mond sehen wir, wie er vor 1,3 Sekunden aussah, die Sonne vor 8 Minuten 20, die nächsten Sterne vor ein paar Jahren. Galaxien, die Milliarden Lichtjahre entfernt sind, sehen wir so, wie sie vor entsprechend langer Zeit aussahen. Und bei 13,8 Milliarden Jahren Lichtlaufzeit blicken wir auf den Feuerball des Plasmas, das 380000 Jahre nach dem Urknall erst durchsichtig wurde, als es sich durch fortwährende Abkühlung in ein neutrales, durchsichtiges Gas verwandelte. Weiter sehen wir nicht, keine Chance (vielleicht können irgendwann mit Gravitationswellen noch die 380000 Jahre bis zu Urknall selbst überwinden, aber dann ist definitiv Ende Gelände).

    Das heißt aber nicht, dass das Weltall nicht viel größer sein könnte – es ist mit großer Sicherheit wesentlich größer, als der Bereich, den wir überblicken können (das beobachtbare Universum). Das Licht von weiter weg hatte nur noch keine Chance, bis zu uns vorzudringen (wie etwa eine Supernova, die längst expoldiert ist, aber deren Licht uns noch nicht erreicht hat) und aufgrund der fortwährend beschleunigten Expansion gibt es Bereiche, deren Licht uns niemals erreichen wird, denn der Raum zwischen ihnen und uns wächst schneller als das Licht. Auch die Galaxien, die wir am Rande des beobachtbaren Universums in ihren jungen Jahren sehen können, werden wir niemals so sehen können, wie sie heute sind (ganz abgesehen davon, dass wir und das Sonnensystem nicht alt genug werden würden). Sie werden jetzt schon längst mit Überlichtgeschwindigkeit davon getragen und irgendwann am Himmel verblassen.

    Wir haben also einen Horizont, hinter den wir nicht sehen können, der mit der Zeit in absoluter Strecke wächst, aber dessen Inhalt an Galaxien wegen der beschleunigten Expansion des Universums immer mehr schrumpft (bis irgendwann in ferner Zukunft nur noch die nächsten Galaxien enthalten sein werden).

    Oben im Artikel klang es nun so, also ob die Möglichkeit bestünde, dass eine ferne Galaxie von Einflüssen jenseits unseres Horizonts beeinflusst werden könnte (was durchaus zu erwarten ist) und wir das sehen könnten (was wegen der Lichtlaufzeiten nicht geht). Tatsächlich soll die Galaxie jedoch etwas spüren, das aus der Zeit vor der sogenannten “kosmischen Inflation” stattgefunden hat, und es ist durchaus möglich, das wir das sehen, ohne die Quelle sehen zu können. Da war nämlich das Weltall mikroskopisch klein und bestand nur aus ungeheuer großer Energiedichte, die nicht ganz perfekt homogen verteilt war. Lichtlaufzeiten waren damals nicht das Problem. Bis in einem Sekundenbruchteil alles um das 2^100-fache auseinanderflog und außer Reichweite geriet. Wenn der Ort, an dem sich heute die Galaxie befindet, damals eine kleine Drift hatte, dann könnte daraus eine heute wahrnehmbare Bewegung der Galaxie (und der umgebenden Galaxien) resultieren. Das ist die Hypothese für den Dark Flow.

  36. #36 Ambi Valent
    14. August 2017

    @Alderamin
    Könnte man wirklich sagen, dass die ferne Galaxie etwas “spürt”? Das klingt so, als würde sie in gerade jenem Augenblick beeinflusst, in dem sie das Licht aussendet, das wir sehen.

    Ich weiß aber nicht, wie man es besser formulieren könnte. “Die beobachtete Galaxie setzt eine Bewegung fort, die ihre Materie in der Zeit vor der Inflation begann”?

  37. #37 Alderamin
    14. August 2017

    @Ambi Valent

    Weiß nicht genau, was von beiden es ist. Theoretisch könnte ja auch ein primordiales Gravitationsfeld durch die Inflation aufgebläht worden sein. Es war ja auch die Rede davon, dass während der Inflation Gravitationswellen aufgebläht worden sein könnten (Du erinnerst Dich doch noch an die BICEPS2-Veröffentlichung?)

    Wenn das Feld später noch da ist, kann es auch noch wirken. Es wirkt ja nicht die Masse selbst, sondern die von ihm verursachte Raumkrümmung, und wenn die noch nicht mitbekommen hat, dass die Quelle nicht mehr da ist, dann wirkt sie auch noch weiter. So als ob die Sonne plötzlich weg wäre, die Erde bekäme das erst nach 8 Minuten 20 mit. Aber da ich das Paper zum Dark Flow nicht gelesen habe, weiß ich nicht, ob hier nur eine Bewegung oder eine echte Anziehung beobachtet wurde (und ich denke, das könnte man ohnehin nicht unterscheiden).

  38. #38 Marius
    14. August 2017

    Das Thema mit dem Horizont (was wir sehen bzw. spüren) wurde von Martin Bäker sehr gut erklärt:
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2010/09/19/wie-gross-ist-das-beobachtbare-universum/

  39. #39 Rolf L.
    14. August 2017

    Danke mathias, und besonders Dank Alderamin für Deine ausführliche Antwort.
    @ Marius gerade das Bild von dem Luftballon, wird auch im Blog von Martin Bäker gezeigt, als Analogie zum sich immer weiter ausdehenenden Universum hat mich zu der Idee mit der Nordseeküste gebracht.

    Wenn ich das jetzt aber richtig verstanden habe, ist mit dem “Horizont” eine “Zeitgrenze” gemeint. Auf der Erde kann ich durch die Erdkrümmung nicht hinter diese “Grenze” sehen, im Universum spielt die Zeit eine Rolle die das Licht braucht um von irgendwo her bis zu den Kameras in den Teleskopen oder unseren Augen zu kommen.
    D.h., es könnte sein dass es (wieder leienhaft ausgedrückt) vor 13,… Mrd Jahren z.B. eine Ballung von Materie gab die durch ihre Gravitation andere Materie “angezogen” hat, sich aber durch die Ausdehnung des Universums seit dem so weit entfernt hat, dass das Licht, das sie evtl ausgestrahlt hat, noch nicht hier angekommen ist / noch nicht ankommen konnte.
    Und die mysteriöse Bewegung der Galaxienhaufen in eine bestimmte Richtung könnte diese “Anziehung” noch wiederspiegeln.
    Es kann aber auch sein, das diese Galaxienhaufen HEUTE (könnte man in Echtzeit den / die Haufen sehen) wo ganz wo anders hin driften oder sogar eine 180 Grad Wendung gemacht haben ?? Irgendwie habe ich das aus #37 so verstanden.
    2. Frage: wenn wir in … 100mio Jahren in die gleiche Richtung sehen, hat sich dann der “Zeithorizont” verschoben? Könnte es sein, dass man dann den vermuteten Grund der Galaxienhaufendrift “sehen” kann, weil dann Licht hier ankommt das 100mio Jahre älter ist als das was wir heute sehen ? Oder habe ich da wieder was falsch verstanden ?
    ———————————————————————–
    Gruß aus dem schönen Rheinland
    Rolf

  40. #40 Karl-Heinz
    15. August 2017

    Ein sehr guter Artikel um einen Teil der Thematik des dunklen Fluss zu verstehen ist
    http://www.abenteuer-sterne.de/wie-gross-ist-das-beobachtbare-universum/

  41. #41 Alderamin
    15. August 2017

    @Karl-Heinz

    Das ist der Artikel, den ich letztes Jahr zum Blogschreibwettbewerb schreiben wollte. Gut, dann gibt’s den schon.

    @Rolf L.

    Unbedingt lesen. Nochmal kürzer:

    Wenn ich das jetzt aber richtig verstanden habe, ist mit dem “Horizont” eine “Zeitgrenze” gemeint. Auf der Erde kann ich durch die Erdkrümmung nicht hinter diese “Grenze” sehen, im Universum spielt die Zeit eine Rolle die das Licht braucht um von irgendwo her bis zu den Kameras in den Teleskopen oder unseren Augen zu kommen.

    Genau richtig. Was noch innerhalb unserer Sichtreichweite liegt, also Orte, von denen Licht es jetzt gerade bis zu uns geschafft hat (Dein Gegenüber vor Nanosekunden, der Mond vor 1,3 Sekunden, der nächste Stern vor 4,3 Jahren etc.) nennt sich “Lichtkegel”, weil es in einem Diagramm, in dem der Raum eine ebene Fläche ist und die Zeitachse senkrecht darauf steht, wie ein Kegel aussehen würde; das Licht von allem auf der Kegeloberfläche befindlichen Raumzeit-Punkten erreicht uns gerade jetzt; nach kurzer Zeit von nahen Objekten, nach langer von fernen. Alles innerhalb des Kegels haben wir schon vorher gesehen. Der Lichtkegel findet seine Grenze beim Urknall. Weiter zurück kann man nicht schauen, daher gibt es Orte außerhalb des Lichtkegels, die wir nicht sehen können.

    D.h., es könnte sein dass es (wieder leienhaft ausgedrückt) vor 13,… Mrd Jahren z.B. eine Ballung von Materie gab die durch ihre Gravitation andere Materie “angezogen” hat, sich aber durch die Ausdehnung des Universums seit dem so weit entfernt hat, dass das Licht, das sie evtl ausgestrahlt hat, noch nicht hier angekommen ist / noch nicht ankommen konnte.
    Und die mysteriöse Bewegung der Galaxienhaufen in eine bestimmte Richtung könnte diese “Anziehung” noch wiederspiegeln.

    Fast: mit dem was wir oben diskutiert haben kann es nicht sein, dass eine Quelle eine für uns sichtbare Galaxie beeinflusst, die selbst außerhalb des Lichtkegels liegt, denn ihre Wirkung auf die sichtbare Galaxie war ja auch nur lichtschnell, erreichte die Galaxie, so wie wir sie beeinflusst sehen, und das Licht, das wir sehen, erreichte uns auch, also müsste das Licht die gesamte Strecke von der Quelle bis zu uns geschafft haben.

    Was hier wesentlich ist, ist die Inflation, das war eine (vermutete) extrem kurze Phase sehr kurz nach dem Urknall, wo alle Entfernungen ruckartig um ca. das 10^30-fache angewachsen sind, da wurden aus einem Millimeter beispielsweise 10 Milliarden Lichtjahre. Und wenn also innerhalb des Millimeters noch eine gegenseitige Beeinflussung möglich war, die eine kleine Strömung verursachte, dann war die Quelle nach der Inflation komplett außer Reichweite und damit auch aus dem heutigen Lichtkegel heraus. Aber die Strömung kann für den Raumbereich, der aus ihren Ursprungsorten entstand, noch existieren.

    Es kann aber auch sein, das diese Galaxienhaufen HEUTE (könnte man in Echtzeit den / die Haufen sehen) wo ganz wo anders hin driften oder sogar eine 180 Grad Wendung gemacht haben ?? Irgendwie habe ich das aus #37 so verstanden.

    Wenn die Bewegung einmal im Gange ist, dann geht sie auch weiter. Bestenfalls bewirkt die Schwerkraft zwischen benachbarten Galaxien- und Galaxienhaufen, dass diese sich umeinander oder aufeinander zu bewegen.

    2. Frage: wenn wir in … 100mio Jahren in die gleiche Richtung sehen, hat sich dann der “Zeithorizont” verschoben? Könnte es sein, dass man dann den vermuteten Grund der Galaxienhaufendrift “sehen” kann, weil dann Licht hier ankommt das 100mio Jahre älter ist als das was wir heute sehen ? Oder habe ich da wieder was falsch verstanden ?

    Nein, das Gegenteil ist der Fall. Die Galaxien bewegen sich zunehmend schneller von uns weg, sie entfliehen unserem Lichtkegel. Was wir heute nicht sehen, werden wir auch zukünftig nicht mehr sehen. Objekte, die wir heute noch sehen, werden zukünftig auch nicht mehr sichtbar sein. Das Licht kommt zwar aus einem immer größer werdenden Volumen zu uns, je älter das Universum ist, aber dieses Volumen leert sich wegen der Expansion des Universums schneller, als es wächst, weil diese Expansion nicht durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt ist.

    Der Raum expandiert aus sich heraus, es bewegt sich (abgesehen vom Dark Flow oder lokalen Bewegungen der Galaxien umeinander) nicht wirklich etwas von uns weg, sondern der Raum quillt auf wie Hefekuchen. Das tut er durchaus sehr langsam, ein Lichtjahr wächst nur um 2,1 cm pro Sekunde, aber eine Million Lichtjahre schon mit 21 km/s und 10 Milliarden Lichtjahre mit 210000 km/s, das ist schon mehr als 2/3 der Lichtgeschwindigkeit. Und noch größere Entfernungen wachsen schneller als das Licht.

    Deswegen gibt es Orte, deren Licht uns niemals erreicht. Die Grenzentfernung zu diesen Orten, deren Licht uns gerade nicht mehr erreichen kann, ist der Partikelhorizont, der im verlinkten Artikel erklärt ist. Über diesen (gemessen an den darin sichtbaren Objekten, nicht der Entfernung) werden wir nie hinaussehen können.

  42. #42 Rolf L.
    15. August 2017

    @Alderamin
    Ich gebe gerne zu: Verstanden habe ich es nicht.
    Einiges ist mir etwas klarer geworden. Aber wenn ich den Artikel, den Karl-Heinz verlinkt hat, lese, dann sagt mir mein Bauch: “so ganz unrecht hast du nicht”. Und wie das mit den Bäuchen so ist, meistens viel zu kugelig verdecken sie manchmal auch beim Blick von oben das, was sich darunter verbirgt (wie bei der Raumzeitkrümmung). Vor ein paar Jahren war das noch anders und klarer … ;-))
    Und noch etwas wird mir hier deutlich, Zahlen, Formeln und alles was mit sowas zusammenhängt sind bestimmt sehr interessant, sonst würde ich z.B. den Blog hier nicht lesen, sie waren aber nie mein Ding. Deswegen bin ich ja auch nur Kaufmann geworden, und kein Pysiker.
    Danke nochmal für Deine Geduld mit mir.
    Den Blog hier, und andere werde ich bestimmt weiterverfolgen.
    ———————————————————————–
    Gruß aus dem schönen Rheinland
    Rolf

  43. #43 Schlappohr
    16. August 2017

    Ich habe nicht alle Kommentare gelesen, aber nochmal zum Thema der unsichtbaren Gravitationsquelle hinter dem Horizont. Wir können eine Galaxie beobachten, die offensichtlich unter dem Einfluss der Gravitationsquelle steht, aber die Quelle selbst nicht, weil sie hinter dem Horizont liegt. Liegt da nicht ein Widerspruch? Wir würden Kenntnis von der Existenz der G-Quelle erhalten, bevor ein Photon oder eine Gravitationswirkung von dort uns erreicht haben kann. Diese Existenz-Information würde damit effektiv schneller als Licht übertragen. Nichts, was weiter entfernt ist als 13.8MrdLj, kann sich uns heute zu erkennen geben, weder direkt noch indirekt durch eine Sekundärwirkung, sonst wäre Einstein beleidigt. Oder stehe ich jetzt auf dem Schlauch?

  44. #44 Captain E.
    16. August 2017

    @Schlappohr:

    Ich habe nicht alle Kommentare gelesen, aber nochmal zum Thema der unsichtbaren Gravitationsquelle hinter dem Horizont. Wir können eine Galaxie beobachten, die offensichtlich unter dem Einfluss der Gravitationsquelle steht, aber die Quelle selbst nicht, weil sie hinter dem Horizont liegt. Liegt da nicht ein Widerspruch? Wir würden Kenntnis von der Existenz der G-Quelle erhalten, bevor ein Photon oder eine Gravitationswirkung von dort uns erreicht haben kann. Diese Existenz-Information würde damit effektiv schneller als Licht übertragen. Nichts, was weiter entfernt ist als 13.8MrdLj, kann sich uns heute zu erkennen geben, weder direkt noch indirekt durch eine Sekundärwirkung, sonst wäre Einstein beleidigt. Oder stehe ich jetzt auf dem Schlauch?

    Wo möglich ist das so, aber andererseits erklärt Einstein Gravitation als geometrische Eigenschaft des Raumes. Wenn sich also weit entfernte Galaxien auf eine bestimmte Art und Weise bewegen, liegt das an der dort existierenden Raumkrümmung, durch was auch immer sie ursprünglich entstanden ist. Und die liegt doch gerade eben nicht auf der “anderen Seite”, oder?

    Wenn man das mal mit den Schwarzen Löchern vergleicht: Die definieren definitiv eine “andere Seite”, und die Masse dort kann die Raumkrümmung “bei uns” ganz sicher nicht mehr verändern. Trotzdem ist sie da und kann durch ihre Wirkung auf Materie beobachtet werden.

  45. #45 Schlappohr
    16. August 2017

    @Captain E.

    “…Und die liegt doch gerade eben nicht auf der “anderen Seite”, oder?”

    Das kommt darauf an, wann und wo Du diese Frage stellst. Für die andere Galaxie trifft das zu, aber für uns ist diese Raumkrümmung noch nicht Bestandteil der Realität, weil sie uns noch nicht erreicht hat (weil sie sich eben mit c ausbreitet) und liegt damit auf der anderen Seite. Wenn uns aber das Licht der Galaxie erreicht, dann auch die Raumkrümmung. Eine Trennung würde zu besagtem Widerspruch führen (wenn ich das richtig verstehe)
    Den Vergleich mit dem Schwarzen Loch halte ich für irreführend. Der Ereignishorizont ist eine harte Grenze, die für alle Beobachter an der gleichen Stelle liegt. Der kosmische Horizont hingegen ist subjektiv, und eben diese Subjektivität ist entscheidend.

  46. #46 Alderamin
    16. August 2017

    @Schlappohr

    Ich habe nicht alle Kommentare gelesen

    Lies #29.

  47. #47 Schlappohr
    16. August 2017

    “Lies #29.”

    Habe ich *salutier*

    1. Fall: Die Gravitationswirkung ist weg, die Galaxie bewegt sich mit ihrem Restimpuls weiter. Wenn wir die Galaxie in diesem Zustand sehen können, dann konnten sie wir auch vor x Milliarden Jahren sehen, als die Schwerkraftwirkung noch da war, und dann hätte uns diese Schwerkraftwirkung damals schon erreicht.

    2. Fall: die Quelle ist weg, aber die Schwerkraft wirkt immer noch, weil sie sich nur mit Lichtgeschwindigkeit abbaut. Auch dann würden wir die Schwerkraftwirkung hier bei uns messen können, weil sie zusammen mit dem Licht der Galaxie zu uns gereist ist.

    In keinem Fall würde uns die Bewegung der Galaxie die Existenz einer Gravitationsquelle verraten, ohne dass uns die Gravitationsquelle ihre Existenz selbst durch ihre Schwerkraftwirkung verraten hätte.

  48. #48 Daniel Rehbein
    Dortmund
    16. August 2017

    Der Artikel lässt leider unklar, wie die Hintergrundstrahlung als unabhängige Referenz für Geschwindigkeitsmessungen verwendet werden kann.

    Die Hintergrundstrahlung ist doch überall im Universum vorhanden. Sie scheint also für jeder Beobachter von der Oberfläche einer Kugel zu kommen, in deren Mittelpunkt der jeweilige Beobachter steht.

    Wenn wir als Erdenbewohner die von uns wahrgenommene Hintergrundstrahlung als Referenz verwenden, dann messen wir doch keine Absolutgeschwindigkeiten, sondern Geschwindigkeiten relativ zur Erde, oder?

  49. #49 Alderamin
    16. August 2017

    @Schlappohr

    Du gehst nicht auf die Inlflation ein, die absolut wesentlich ist und alles ändert. Die Quelle ist deswegen nicht zu sehen, weil sie zur Zeit ihrer Wirkung eine Quantenfluktuation im Mikrokosmos war, die 10^-33 s später absurd vergrößert, aber Zillionen Lichtjahre jenseits des kosmologischen Horizonts entfernt war, und alles, was bis zun Transparentwerden des Feuerballs 380000 Jahre später geschah, ist ohnehin nicht direkt beobachtbar, sondern kann bestenfalls aus der Struktur der Hintergrundstrahlung geschlossen werden. Verblieben ist nur eine Strömung von Galaxien, die wir beobachten können.

  50. #50 Ambi Valent
    16. August 2017

    @Daniel Rehbein
    Es gibt keine Absolutgeschwindigkeit, da hast du recht. Aber es gäbe ein besonderes Referenzsystem, das man verwenden könnte, nämlich das, in dem die Energie der Strahlung von allen Seiten gleich ist. Das würde man erwarten, wenn sich zB eine Galaxie nur mit der allgemeinen Expansion von anderen entfernt.

    Bewegen wir in der Milchstraße uns dagegen gegenüber dem Referenzsystem, dann erschiene uns die Strahlung dort intensiver, wo wir uns hinbewegen, weil wir der im Referenzsystem gleichen Strahlung dort entgegenkommen.

  51. #51 Alderamin
    16. August 2017

    @Daniel Rehbein

    Die Hintergrundstrahlung ist nur symmetrisch, wenn man sich ihr gegenüber nicht bewegt, ansonsten weist sie eine Rot- bzw. Blauverschiebung in (Gegen-)Richtung der Eigenbewegung auf. Nach dem Urknall war das frisch entstandene Gas in Ruhe und begann dann, sich aufgrund von Dichteunterschieden in Richtung von Zonen höherer Dichte in Bewegung zu setzen. Diese Eigenbewegung haben die aus dem Gas entstandenen Galaxien noch heute, und genau diese sieht man bezüglich der Bewegung von Erde, Sonne und Milchstraße in der Hintergrundstrahlung als bipolare Asymmetrie. Die beobachtete Geschwindigkeit beträgt ca. 600 km/s.

  52. #52 Fermat
    19. August 2017

    Hallo

    >> Also ich hab das so verstanden: Irgendwo ist eine Masse X. Die Distanz zwischen uns und Masse X ist größer als 13,8 Mrd LJ; d.h. weder Licht noch Gravitation hat uns von dort bis jetzt erreicht. Zwischen uns und Masse X ist eine Galaxie. Die Distanz zwischen der Galaxie und Masse X ist kleiner als 13,8 Mrd LJ; deswegen kann Masse X die Galaxie beeinflussen. Die Distanz zwischen uns und der Galaxie ist ebenfalls kleiner als 13,8 Mrd LJ und wir können sehen, was die Galaxie treibt.

    Ich habe auch so Probleme mit dieser Erklärung:

    Beispiel
    – Große Massenansammlung in 20Milliarden LJ Entfernung
    – Galaxienhaufen in 10Milliarden LJ Entfernung

    Wir sehen nun die große Massenansammlung nicht, und werden daher von ihr nicht beeinflusst.

    Der Galaxienhaufen hingegen sieht die Massenansammlung hingegen schon, und wird von dieser beeinflusst. Allerdings erst seit 3 Milliarden Jahren.

    D.h Wir sehen den Galaxienhaufen zwar schon, aber wir sehen noch nicht wie er beeinflusst wird, da das entsprechende Licht die 10Milliaren Lichtjahre zu uns noch nicht zurückgelegt hat.

    Ich habe hier die Expansion des Universums nicht berücksichtigt. Aber ich denke, daß sich der “Korrekturfaktor” sowohl auf das Licht als auch auf die Gravitation auswirkt, so das die Schlussfolgerung gleich bleiben dürfte.

    Vielleicht liegt auch ein Denkfehler bei mir vor?

    Gruß
    Fermat

  53. #53 Captain E.
    21. August 2017

    @Fermat:

    Warum sollte die Beeinflussung der “nahen” Materieansammlung durch die “ferne” erst vor 3 Mrd. Jahren begonnen haben?

  54. #54 Fermat
    21. August 2017

    Weil die nahe Galaxie von der fernen Materieansammlung auch ein ganzes Stück entfernt ist.

    Seit der Entstehung der fernen Materieansammlung sendet diese Licht und Gravitation aus. Nach einer gewissen Zeit kommen diese zwei Einflüsse bei der nahen Galaxie vorbei. Und zwar gleichzeitig. Erst ab diesem Zeitpunkt wird die nahe Galaxie von der fernen Materieansammlung beeinflusst. Das Licht der fernen Materieansammlung breitet sich anschließend zusammen mit dem Licht der ersten Beeinflussung der nahen Galaxie aus. Und zwar ebenfalls gleich schnell. Da wir schon sehen das die nahe Galaxie beeinflusst wird müssten wir doch auch das Licht der fernen Materieansammlung bereits sehen.

  55. #55 Captain E.
    21. August 2017

    @Fermat:

    Weil die nahe Galaxie von der fernen Materieansammlung auch ein ganzes Stück entfernt ist.

    Nur dürfte diese aufgrund der Expansion des Universums früher dichter dran gewesen sein. Darum also die Frage: Warum seit 3 Mrd. Jahren bzw. warum erst seit 3 Mrd. Jahren? Vielleicht sind es ja bereits 13,6 Mrd. Jahre.

    Seit der Entstehung der fernen Materieansammlung sendet diese Licht und Gravitation aus. Nach einer gewissen Zeit kommen diese zwei Einflüsse bei der nahen Galaxie vorbei. Und zwar gleichzeitig. Erst ab diesem Zeitpunkt wird die nahe Galaxie von der fernen Materieansammlung beeinflusst. Das Licht der fernen Materieansammlung breitet sich anschließend zusammen mit dem Licht der ersten Beeinflussung der nahen Galaxie aus. Und zwar ebenfalls gleich schnell. Da wir schon sehen das die nahe Galaxie beeinflusst wird müssten wir doch auch das Licht der fernen Materieansammlung bereits sehen.

    Zwei Möglichkeiten: Die “ferne” Materieansammlung hat die “nahe” kurz nach dem Urknall beeinflusst, und dann kam die Inflation. Kein Licht erreicht uns, weil es zu dieser Zeit noch gar kein Licht gegeben hatte, und das erste abgestrahlte Licht erreicht uns auch nicht mehr, weil wir uns mit Überlichtgeschwindigkeit voneinander entfernen.

    Oder das Licht der “fernen” Materieansammlung erreicht uns zwar, ist aber dermaßen weit abgeschwächt und ins rote verschoben, dass es einfach nicht nachweisbar ist. Für uns wäre es damit völlig unsichtbar. Du erinnerst dich an die Sache mit dem “Hubble Deep Space Field”? Da konnte man durch langes Beobachten in einem als völlig leer geltenden Abshnitt des Himmels Galaxien entdecken. Nur stell dir jetzt vor, dass die Distanzen noch sehr viel größer sind. Wie lange müsste man dann beobachten, um etwas zu finden? Eine Million Jahre vielleicht?

  56. #56 Fermat
    21. August 2017

    Ich habe ja in meiner ersten Post ausdrücklich geschrieben, das ich die Expansion bei den Zeitangabe nicht berücksichtigt habe. Da aber sowohl das Licht als auch der Gravitationeeinfluss von der Expansion beeinflusst wird dürfte das an meiner Schlussfolgerungen nicht ändern. Höchstens an den absoluten Zeitangaben. Insofern hast du Recht mit deiner Frage wieso genau 3 Milliarden Jahre.

    Die Inflation fand zwischen 10e-35 bis 10e-30 Sekunden nach dem Urknall statt. Also lange bevor sich überhaupt Strukturen bilden konnten. Das kann also nicht der Grund sein.

    Das wir die ferne Materieansammlung mit unseren Teleskop noch nicht sehen können kann schon sein. Aber Florian hat ja angedeutet, dass wir sie prinzipiell noch nicht sehen können weil und deren Licht und seit dem Urknall noch nicht erreicht hat. Sich Materieansammlung also noch jenseits des Horizons befindet. Und das kann meiner Meinung nicht sein da wir bereits sehen wie die nahe Galaxie von der gravitation beeinflusst wird.

  57. #57 Captain E.
    21. August 2017

    @Fermat:

    Du denkst aber schon daran, dass nach heutiger Lehrmeinung die Gravitation eine geometrische Eigenschaft des Raumes ist, oder? Die Lichtgeschwindigkeit spielt damit bei der Gravitation eine etwas andere Rolle als etwa bei der elektromagnetischen Strahlung. Gravitationswellen bewegen sich vermutlich nur lichtschnell (und allerhöchstens langsamer), aber sie übertragen nicht die Wirkung der Gravitation an sich, sondern lediglich Änderungen der Raumzeitkrümmung.

  58. #58 DerZimmermann
    22. August 2017

    @Fermat:
    Doch, die Expansion schmeißt hier quasi alles über den Haufen. Mit 13,8 Mrd. LY hat das beobachtbare Universum überhaupt nichts zu tun (das kann je nach Entfernungsdefinition 46 oder 14,2 oder nur ca. 5 Mrd. Lichtjahre groß sein). Den Fall, das ein Objekt aus Sicht eines anderen Objektes plötzlich sichtbar wird (obwohl es vorher nicht sichtbar war), gibt es nicht.
    Was aber durchaus passieren kann ist, dass Objekte hinter dem Ereignishorizont des Beobachters verschwinden.

    Falls beide Objekte im frühen Universum innerhalb unseres Ereignishorizontes lagen, können wir beide prinzipiell für immer und ewig beobachten; nur wird das Licht halt immer schwächer, und wir sehen auch nix neues (also keine Ereignisse, die passiert sind, nachdem das betreffende Objekt hinter den Horizont “gewandert” ist. Wir “sehen” also für immer den Einfluss des Entfernten auf uns, den Einfluss des Nahen auf uns und den Einfluss des Entfernten auf das Nahe, aber halt nur für den Zeitraum “innerhalb” des Ereignishorizonts.
    Anders formuliert: Die letzten Photonen, die das nahe Objekt ausgesandt hat und die uns noch erreichen (die “für uns letzten Photonen” des nahen Objekts), wurden genau zu dem Zeitpunkt ausgesandt als die “für uns letzten Photonen” des fernen Objekts an dem nahen Objekt ankamen. Und was für Photonen gilt, gilt auch für Gravitation.
    Der Ereignishorizont lässt sich also wirklich nicht austricksen :-)

  59. #59 DerZimmermann
    22. August 2017

    Uff, Korrektur – da hab ich mich vorhin wohl ein wenig zu weit aus dem Fenster gelehnt.
    Es passiert schon, dass z.B. aus unserer Sicht ein neues Objekt auftaucht (bzw. sich aus der Hintergrundstrahlung schält). Wir nehmen die Einflüsse, die dieses Objekt auf andere, nähere Objekte hat aber auch erst wahr, wenn wir das “neue” Objekt selber sehen. In der Zwischenzeit sahen wir dann quasi das nähere Objekt, bevor dieses zum ersten Mal selbst das “neue” Objekt “gesehen” hat.
    (Das ist natürlich jetzt sehr theoretisch; solche Objekte sind durch die Rotverschiebung heutzutage so schwach, dass man sie technisch nicht real beobachten kann. Zudem geht das ganze auch immer langsamer, da sich unser Lichtkegel immer näher an unseren Ereignishorizont heranarbeitet).