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Der “kalte Fleck”: Das größte Nichts im Universum

Von / 21. April 2015 / 54 Kommentare / Seite 2 von 2 / Auf einer Seite lesen
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Dieses große Nichts könnte nun auch für die große kühle Region verantwortlich sein, die man bei der Messung der Hintergrundstrahlung entdeckt hat. Die Erklärung dafür ist der sogenannte Sachs-Wolfe-Effekt. Entdeckt haben ihn die Astronomen Rainer Sachs und Arthur Wolfe im Jahr 1967 und er hängt mit dem Einfluss von Gravitation auf die Energie von Lichtteilchen zusammen. Dort wo sich im frühen Universum mehr Materie befand als anderswo war natürlich auch die Gravitationskraft stärker. Kommt ein Lichtteilchen so einer Region mit einem stärkeren Gravitationspotential nahe, erhält es dadurch auch ein bisschen mehr Energie. Verlässt es danach die Region wieder, verliert es auch die aufgenommene Energie. Es ist so, als würde man einen Hügel hinauf laufen: Zuerst steigt man immer höher und gewinnt dabei potentielle Energie, die man dann wieder los wird, wenn man auf der anderen Seite hinunter steigt. Beim Universum kommt aber ein spezieller Faktor dazu: Es expandiert! Während sich das Licht also den Hügel hinauf quält, dehnt sich das All aus und der Hügel wird dabei ständig flacher. Der Weg “bergauf” ist für das Licht also länger als der Weg “bergab”, da der Hügel in der Zwischenzeit geschrumpft ist. Am Ende hat das Licht also mehr Energie als zuvor.

Genau das ist der Sachs-Wolfe-Effekt und andersherum funktioniert er genau so. Bewegt sich das Licht durch eine Region in der sich wesentlich weniger Materie befindet als anderswo, dann verliert es dabei Energie. Anstatt eines Hügels läuft es jetzt quasi durch ein Tal und beim Austritt aus dem Tal gewinnt es die Energie wieder zurück. Aber nicht, wenn das All expandiert und das Tal dabei gestreckt und flacher wird. Dann hat das Licht danach weniger Energie als vorher und ist kühler. Die “Supervoid” würde also gut zum “kalten Fleck” in der Hintergrundstrahlung passen. Wenn dort von Anfang an schon wenig Materie war, dann wird sich dieses Nichts im Laufe der Zeit immer weiter vergrößert haben. Die Astronomen gehen davon aus, dass es sich nicht um einen Zufall handelt, dass Supervoid und kalter Fleck genau in der gleichen Region am Himmel zu sehen sind. Um das aber einwandfrei zu bestätigen, braucht es aber noch mehr Beobachtungen. Auch das Nichts muss man eben gründlich genug betrachten um sicher sein zu können, dass es auch wirklich da ist!

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Kommentare (54)

  1. #1 Adent
    21. April 2015

    @Florian
    Perry Rhodan war da schon vor über 20 Jahren 😉
    Allerdings war das eine andere Void, die war meines Wissens nur 2-300 Mio Lichtjahre entfernt und deutlich kleiner.

  2. #2 silur
    21. April 2015

    Da steh ich nun echt auf der Leitung…
    Welche Bedeutung hat die Position des Mondes da??
    Die sollte doch dauernd wechseln – oder ist das nur für den Aufnahmezeitpunkt relevant??

  3. #3 Catweazle
    21. April 2015

    Wieviel kälter als kalt ist denn dieser kalte Fleck? Ist ja sonst schon ganz schön frisch da draussen im All.

  4. #4 Wizzy
    21. April 2015

    So ganz habe ich den Sachs-Wolfe-Effekt noch nicht verstanden: 1. Der Wellenlängenunterschied hängt von der Tiefe des Potentials ab, nicht vom Gradienten des Potentials. Bei der Erklärung hier ist das in meinem Leseverständnis recht verwirrend wegen der Mehrdeutigkeit des Wörtchens “Weg”. Der Weg “bergab” wird nämlich länger, aber der Höhenunterschied nimmt ab.
    2. Laut deutschem Wikipediaartikel zum Sachs-Wolfe-Effekt spielt für diesen nur die Topologie zu t =~400000 nach Urknall eine Rolle, nicht jedoch jene in 3 Mia. ly Abstand zu uns (zumal durch den Void nur ältere Photonen des Raumes dahinter uns erreichen). Das widerspricht völlig dem hier Wiedergegebenen.

  5. #5 Wizzy
    21. April 2015

    …ergänzend zitiere ich mal Wikipedia: “Während die Photonen auf dem Weg durch das Universum zu uns sind, durchlaufen sie noch viele weitere Gravitationspotentiale, die allerdings nur eine vernachlässigbare Wirkung auf die Photonen haben und daher nicht mehr zum Sachs-Wolfe-Effekt gehören.” Selbstverständlich kann Wikipedia falsch liegen, mich interessiert es halt nur.

  6. #6 Wizzy
    21. April 2015

    Ok, die englische Wikipedia klärt das: “The full nonlinear (linear + higher-order) late-time ISW effect, especially in the case of individual voids and clusters, is sometimes known as the Rees–Sciama effect, since Martin Rees and Dennis Sciama elucidated the following physical Picture.” Zusammengefasst: Deutsche Wikipedia falsch.

  7. #7 pelau
    21. April 2015

    Kann mich silur nur anschließen: Warum haben die auf dem Bild der Hintergrundstrahlung den Mond eingezeichnet??? Nur als Größenvergleich? Warum gerade an dieser Position?

  8. #8 Florian Freistetter
    21. April 2015

    @Wizzy: “Das widerspricht völlig dem hier Wiedergegebenen.”

    Der kalte Fleck und die Void sind nicht im eigentlichen Sinne identisch. Planck zeigt das Universum 400000 Jahre nach dem Urknall; die hier beschriebenen Beobachtungen zeigen die Void lange, lange später. Aber es KANN sein, dass der kalte Fleck der Ursprung der Void ist. Und der Sachs-Wolfe-Effekt erklärt, wieso man aus der Hintergrundstrahlung überhaupt auf die Verteilung der Materie 400000 Jahre nach dem Urknall schließen kann. Er entstand nicht, als das Licht die “heutige” Void durchquert hat, sondern die frühere Region geringerer Massendichte, aus der später die Void wurde.

  9. #9 Florian Freistetter
    21. April 2015

    @pelau, silur: Ja, das soll wohl ein Größenvergleich sein, damit man sich vorstellen kann, welchen Bereich am Himmel der kalte Fleck einnimmt.

  10. #10 Wizzy
    21. April 2015

    @Florian Freistetter
    Danke für die weiteren Erläuterungen! Falls der primordiale SW-Effekt dafür verantwortlich sein sollte, verstehe ich das Ganze noch weniger: Wenn die Void heute 3 Mia. ly. entfernt ist, müssen alle primordialen Photonen aus dieser Region längst an uns vorbei sein – nur jene wenigen rezenteren / später emittierten die die Region später vielleicht ab und zu sendet, erreichen uns (gehen aber wahrscheinlich im Rauschen unter). Wir können also quasi nur Photonen sehen, die die Void durchflogen haben. Und damit spielt meiner Vermutung nach nur der integrierte, nicht-primordiale SW-Effekt eine Rolle(?)

  11. #11 Artur57
    21. April 2015

    Mal die einfachste aller Thesen: das war das Zentrum des Urknalls. Das ist der Punkt, von dem alles andere weg fliegt. Kein Wunder, wenn da eine Lücke entsteht.

  12. #12 Zhar
    21. April 2015

    @Artur57
    wir sind im Urknall, sonst könnten wir ja nicht von überall Hintergrundstrahlung erhalten. nach deinem Bild sollten wir ja nur unmittelbar um diesen fleck was sehen dürfen und nicht aus der entgegengesetzten Richtung.

  13. #13 Florian Freistetter
    21. April 2015

    @Artur: “Mal die einfachste aller Thesen: “

    Ernsthaft jetzt? Das Universum hat kein “Zentrum”. Aus heutiger Sicht hat der Urknall überall stattgefunden, nicht an einem konkreten Ort. Der Urknall war keine “Explosion im Raum”. Sondern der gesamte Raum begann zu expandieren. Alles hat sich von allem wegbewegt. Und gerade deswegen kommt die Hintergrundstrahlung ja heute von überall am Himmel zu uns: Weil der Urknall eben überall passiert ist.

  14. #14 Alderamin
    21. April 2015

    @Wizzy

    Wenn die Void heute 3 Mia. ly. entfernt ist, müssen alle primordialen Photonen aus dieser Region längst an uns vorbei sein – nur jene wenigen rezenteren / später emittierten die die Region später vielleicht ab und zu sendet, erreichen uns (gehen aber wahrscheinlich im Rauschen unter)

    Nicht korrekt, bis ans Ende aller Tage (in erster Näherung) werden uns primordiale Photonen erreichen, das ist ja gerade die Hintergrundstrahlung, die wir sehen. Wir sehen sie lediglich von immer weiter weg herkommen, deswegen war sie zunehmend länger zu uns unterwegs. Auch aus der Gegend der Andromedagalaxie hat uns mal Hintergrundstrahlung erreicht, diese Photonen sind allerdings jetzt längst über alle Berge. Andere von sehr weit her brauchen noch viele Milliarden Jahre, bis sie bei uns ankommen.

    Uns erreichen also auch Photonen,die aus der Hintergrundstrahlung stammen, den Void durchlaufen haben, und jetzt eben gerade ankommen.

    Allerdings nimmt die Rotverschiebung der Hintergrundstrahlung immer mehr zu. In ferner Zukunft wird sie so groß sein, dass die Hintergrundstrahlung nicht mehr nachweisbar sein wird (das war oben mit “erster Näherung” gemeint)

  15. #15 Alderamin
    21. April 2015

    @Artur57

    Eher im Gegenteil, urspründlich war die Materie kurz nach dem Urknall ziemlich gleichförmig im Raum verteitl. In den Voids war die Dichte der Materie jedoch etwas geringer als in den Filamenten dazwischen, und durch die Schwerkraft der Filamente wurde das Gas aus den Voids herausgezogen und sammelte sich in den Filamenten, wo daraus Galaxien enstanden. Deswegen sind die Voids leer.

    Es gibt viele solcher Voids. Sie sind übrigens nicht wirklich ganz leer, von einem Void spricht man, wenn die mittlere Dichte darin geringer als 1/10 der mittleren Dichte in den Galaxienhaufen ist.

  16. #16 Frantischek
    21. April 2015

    Nicht korrekt, bis ans Ende aller Tage (in erster Näherung) werden uns primordiale Photonen erreichen, das ist ja gerade die Hintergrundstrahlung, die wir sehen.

    Aber Wizzy meinte doch die primordialen Photonen aus dem Void? Das ist heute 3 Milliarden Lichtjahre entfernt.

    Auch aus der Gegend der Andromedagalaxie hat uns mal Hintergrundstrahlung erreicht, diese Photonen sind allerdings jetzt längst über alle Berge.

    So war es glaub ich auch mit den Photonen aus dem Void gemeint…

  17. #17 Alderamin
    21. April 2015

    @Frantischek, Wizzy

    Es geht um Photonen, die von hinter dem Void durch den Void gelaufen sind. Deren Weg in den Void hinein unterscheidet sich vom Weg hinaus.

    So ganz habe ich das mit dem Sachs-Wolfe-Effekt aber noch nicht verstanden, logisch erschiene mir, dass das Licht gegen die Schwerkraft der Filamente in den Void “bergauf” läuft und aus dem Void heraus wieder “bergab” auf die nächsten Filamente zu (wie auch das Gas fließt), und durch die Expansion des Universums müsste der bergab-Weg länger geworden sein, also würden die Photonen heißer. Ist aber offenbar genau anders herum…

  18. #18 Frantischek
    21. April 2015

    So hab ich das auch verstanden. Und auch Wizzy, glaub ich. Schau dir noch einmal Beitrag 10 an bitte.

  19. #19 Artur57
    21. April 2015

    @Zhar

    Zunächt einmal gilt es zu klären, warum hier ein so großer Bereich materiefrei ist. Nun,in erster Näherung ist der Urknall eine Explosion und da breiten sich die Bruchstücke radial aus, während im Zentrum nichts verbleibt. Allerdings wird der Schwerpunkt der Bruchstücke immer an diesem Ort bleiben.

    Ja, die Hintergrundstrahlung wird durch dieses Modell natürlich nicht erklärt. Denn bei einer normalen Explosion überholt das Licht einfach die Bruchstücke und ist dann für alle Zeiten fort. Hm, auch hier habe ich eine höchst einfache Theorie, für die ich allerdings schon dezidiertes Missfallen geerntet habe. Nun ja, ich riskier’s:

    Also, das Universum ist ein Schwarzes Loch. Nein, es ist dazu nicht notwendig, dass wir uns durch komprimierte Massen wühlen. Denn der Radius des Schwarzen Lochs ist proportional zur Masse. Was im Umkehrschluss heißt, dass die Dichte des SL mit dem Massenquadrat abnimmt.

    https://tinyurl.com/o3tt4sp

    Ja, reicht die Masse des Universums, um ein Schwarzes Loch zu generieren? Das ist natürlich unheimlich schwer abzuschätzen, aber es gab schon Versuche in diese Richtung. Es ist zumindest nicht auf den ersten Blick falsch.

    Aber es würde die Tatsache, dass wir die Hintergrundstrahlung noch sehen, mühelos erklären. Denn das Schwarze Loch verhindert, dass das Licht den Ereignishorizont verlässt und zwingt es zur Umkehr. Das würde erklären, warum wir so lang zurückliegende Ereignisse noch sehen können.

  20. #20 Hawk
    21. April 2015

    Kann man diesen Quatsch ernst meinen?

  21. #21 Zhar
    21. April 2015

    @Artur57
    also ich denke nicht, dass ein ‘Spiegelhorizont’ die Hintergrundstrahlung so gleichmäßig(in Intesität und ohne verzerrungen) reflektieren könnte, es sei denn, wir selbst sitzten im Mittelpunkt, was a) sehr seltsam wäre und b) entgegen deiner Kalte Fleck hypothese steht.
    Zudem sehen wir ja nicht nur die Strahlung, sonder auch immer ältere Galaxien, je weiter wir schauen und das auch sehr gleichmäßig in alle Rictungen.
    das “dezidiertes Missfallen” ist schon nicht ganz unbegründet. Versuche ruhig selbst deine these an allen möglichen Beobachten zu testen, nicht nur an wenigen wo’s irgendwie so geht. Und um so mehr ausnahmen und zusätze du brauchst um so schlechter siehts dann leider aus, eine konkurenzfähige Theorie zu erhalten..

  22. #22 Adent
    21. April 2015

    @Artur57
    Was war so schwer daran zu verstehen, dass es kein Zentrum des Urknalls gibt?

  23. #23 Florian Freistetter
    21. April 2015

    @Hawk: “Kann man diesen Quatsch ernst meinen?”

    Falls das Kritik war und “ernst gemeint”, dann müsste sie ein bisschen konkreter formuliert sein.

    @Artur: “Nun,in erster Näherung ist der Urknall eine Explosion und da breiten sich die Bruchstücke radial aus, während im Zentrum nichts verbleibt.”

    Nein, sich den Urknall als “Explosion” mit “Bruchstücken” vorzustellen ist keine Näherung, das ist schlicht und einfach falsch. Ich fürchte, du baust da schon wieder deine eigenen Privattheorien, ohne zuvor die Grundlagen dessen kennengelernt zu haben, was du über den Haufen werfen willst. Wie die Voids und Filamente entstehen ist recht gut verstanden.

  24. #24 Alderamin
    21. April 2015

    @Artur57

    Zunächt einmal gilt es zu klären, warum hier ein so großer Bereich materiefrei ist. Nun,in erster Näherung ist der Urknall eine Explosion und da breiten sich die Bruchstücke radial aus, während im Zentrum nichts verbleibt.

    Nein! Der Urknall war keine Explosion im Raum. Sondern eine Explosion des Raums! Ein Stückchen Vakuum, möglicherweise rundum geschlossen und unbegrenzt, hat sich mit einem Ruck auf Millionen Lichtjahre vergrößert, heizte sich durch einen Phasenübergang des Vakuums auf unvorstellbare Temperaturen auf (aus der Strahlung entstanden dann zum Teil Teilchen, aus denen Atome und das primordiale Gas) und wuchs danach nur noch gemächlich. Es gibt da ebensowenig ein ausgezeichnetes Zentrum wie auf der Oberfläche eines Ballons, der aufgeblasen wird (für das Innere des Ballons gibt’s in der Urknalltheorie keine Entsprechung, es gibt nur die Oberfläche, und das ist der 3D-Raum, und die Zeit).

    Denn bei einer normalen Explosion überholt das Licht einfach die Bruchstücke und ist dann für alle Zeiten fort.

    Da der Feuerball überall war, und man beim Blick in die Ferne in die Vergangenheit sieht, sieht man den Feuerball als Hintergrundstrahlung dort, von wo aus das Licht so lange bis zu uns brauchte, wie das Weltall alt ist.

    Also, das Universum ist ein Schwarzes Loch.

    Nein. Lies doch mal ein Buch über Kosmologie.

  25. #25 Artur57
    21. April 2015

    @Zhar

    Ich habe behauptet: der äußere Rand des Universums ist ein Ereignishorizont und hindert einen Lichtstrahl daran, diesen zu verlassen. Du hast verstanden: der Ereignishorizont reflektiert jeden Lichtstrahl exakt in sein Zentrum. Das habe ich nicht gesagt.

    “Versuche ruhig selbst deine these an allen möglichen Beobachten zu testen, nicht nur an wenigen wo’s irgendwie so geht.”

    Tat ich, fand aber nichts. Nun ja, um einem Gegenargument schon mal vorzugreifen: unser Universum ist ja weitgehend flach, alle Dreiecke haben 180 Grad Winkelsumme. Im genannten Fall wäre es leicht sphärisch. Aber das verteilt sich auf derart große Distanzen, dass es nicht bemerkt wird. Das ist hebbar.

    @Florian

    Weiß schon, dass es eine grobe Vereinfachung wäre, den Urknall nur auf eine Explosion zu reduzieren. Andererseits stimmt das Bild aber an vielen Stellen. Das Hubble-Gesetz besagt, dass sich ein Körper um so schneller von uns entfernt, je weiter er entfernt ist. Das ist exakt das, was ein Beobachter auf einem Bruchstück einer Explosion bei den anderen Bruchstücke beobachtet. Das übergeordnete Bewegungsmuster des Universums ist das einer Explosion. Ich weiß nicht, warum ich diesen Begriff a priori nicht verwenden soll.

  26. #26 Florian Freistetter
    21. April 2015

    @Artur: “Weiß schon, dass es eine grobe Vereinfachung wäre, den Urknall nur auf eine Explosion zu reduzieren.”

    Nochmal: Keine “Vereinfachung”. Sondern falsch. Wenn man sich sowas vorstellt, kommen am Ende genau solche “Theorien” raus wie die von dir…

    “Ich habe behauptet: der äußere Rand des Universums ist ein Ereignishorizont”

    Denn wenn du dir den Urknall als Explosion IM Raum vorstellst, stellst du dir natürlich auch einen “Rand” vor. Den gibt es aber ebensowenig wie eine “Mitte”.

    “Ich weiß nicht, warum ich diesen Begriff a priori nicht verwenden soll.”

    Weil er falsch ist. Und falsche Vorstellungen erzeugt.

  27. #27 aigner dieter
    euratsfeld
    21. April 2015

    i tat so gern mitredn oba do folt ma nix mehr ei Hochachtung hr Florian i bin wirkli gscheita worn

  28. #28 Zhar
    21. April 2015

    @Artur57
    “Ich habe behauptet: der äußere Rand des Universums ist ein Ereignishorizont und hindert einen Lichtstrahl daran, diesen zu verlassen.” “und zwingt es zur Umkehr” (#19)

    was eben quasi eine reflexion wäre und dies natürlich nicht zwingend zur mitte hin, aber nur dort wäre der blick auf das reflektierte licht so gleichmäßig wie wir es sehen. Weiter zum rand hin gäbe es deutliche unterschiede in Intensität, wellenlänge und homogenität, weglängenunterschiede spielen da zB eine rolle. Du könntest natürlich annehmen(wieder ein zusatz), dass sich die Wellenlänge über die zeit nie verändert hat, was aber den urknall und die expansion generell in frage stellt und damit sieht es nur noch schlechter aus was die übereinstimmung mit den beobachtungen angeht..
    deine vorstellung von einem universum, das aus einem SL besteht, in dem dann eine explosion stattgefunden hat, dessen licht dann zurückgelengt wurde ist wirklich nicht haltbar.
    Weiterer Punkt: Der Lichtblitz der Explosion dürfte ja auch nur relativ kurz gewesen sein, also müsste das echo ja auch nur relativ kurz zusehen sein(und nur in der mitte gleichzeitig und vollständig aus allen richtungen), haben wir also gerade nur glück das echo(oder das echo des echos) heute sehen zu können? Wenn der explosionsherd nachstrahlt, warum sehen wir ihn dann heute nicht mehr als ausgezeichnete quelle am himmel?

  29. #29 Catweazle
    21. April 2015

    Habs jetzt selber gefunden, die Sache mit dem Temperaturunterschied. “…der Kalte Fleck ist aber um rund 70 Mikrokelvin kühler als der restliche Mikrowellenhintergrund.”
    Nicht gerade besonders viel finde ich. Da hat wohl Gott kurz mal den Kühlschrank aufgemacht.

  30. #30 bikerdet
    21. April 2015

    @ Artur57 in #25 :
    alle Dreiecke haben 180 Grad Winkelsumme

    Das ist falsch. Gucks Du hier ‘eulersche Kugeldreiecke’ :

    https://de.wikipedia.org/wiki/Kugeldreieck

    Es sind Winkel bis 180° zulässig, somit ist die max. Winkelsumme 540° (bei den eulerschen Kugeldreiecken !)

    Du kannst es Dir auch auf einem Globus ansehen : Wenn Du vom Äquator (= Breitengrad 0 ) im 90° Winkel auf den Längengrad 0 wechselst und diesem bis zum Nordpol folgst. Dort um 90° auf den Längengrad 90 gehst und diesem wieder bis zum Äquator folgst. Dort wieder um 90° auf den Äquator und diesem bis zum Ausgangspunkt folgen. Dein Dreieck besteht nun aus drei 90° Winkeln …

  31. #31 Nemesis
    21. April 2015

    @FF

    ” Auch das Nichts muss man eben gründlich genug betrachten um sicher sein zu können, dass es auch wirklich da ist!”

    Dem möchte ich (als Laie) voll zustimmen 🙂 Ich fand diese Voids schon immer sehr interessant. Was würde eigentlich geschehen, wenn ein hypothetisches Raumschiff in so einen Void fliegen würde? Würde das Raumschiff dann verschwinden, sich in Nichts auflösen oder würde es einfach hindurchfliegen durch den Void?

  32. #32 Steffmann
    21. April 2015

    @Hawk:

    Als Kinder haben wir Klingeln geputzt. War das jetzt so ähnlich gemeint ?

    @Florian:

    Hypothetisch betrachtet, könnte die Existenz von Supervoid und kaltem Fleck doch ein Hinweis auf die Inflationstheorie sein ? Oder bin ich jetzt auf dem Holzweg ?

  33. #33 Artur57
    22. April 2015

    @Zhar

    “Weiter zum rand hin gäbe es deutliche unterschiede in Intensität, wellenlänge und homogenität, weglängenunterschiede spielen da zB eine rolle.”

    Warum so kompliziert? Es gäbe auch in diesem Universum eindeutige Geodäten, die in erster Näherung Parabeln sind. Was, wenn es keine Parabeln sind, sondern, wie sonst angenommen, Geraden?

    Nochmal Martins Artikel zum Thema:

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

    Die äußersten Lichtteilchen bilden nun einen Radius von 46 Mrd. Lichtjahren. Dort könnten wir durchaus noch den Urknall direkt beobachten, ja. Die Hintergrundstrahlung kam etwas später und sie läge bei sagen wir 44 GLY. Aber dann wäre sie aus unserer Sicht eindeutig verschwunden. Fort. Es muss eine Erklärung geben, warum das nicht passiert ist.

    @bikerdet

    Es gibt alle möglichen Dreiecke, richtig. Aber wir haben uns auf die tatsächlich beobachteten beschränkt und die haben im Universum durchweg 180 Grad, weshalb man sagt, es sei flach oder euklidisch.

  34. #34 Alderamin
    22. April 2015

    @Artur57

    Die äußersten Lichtteilchen bilden nun einen Radius von 46 Mrd. Lichtjahren. Dort könnten wir durchaus noch den Urknall direkt beobachten, ja. Die Hintergrundstrahlung kam etwas später und sie läge bei sagen wir 44 GLY. Aber dann wäre sie aus unserer Sicht eindeutig verschwunden. Fort. Es muss eine Erklärung geben, warum das nicht passiert ist.

    Die Lichtteilchen kommen gerade jetzt aus einer Entfernung von 46 GLY (die Hintergrundstrahlung ist nur 380000 Jahre jünger als der Urknall und ferneres Licht kann nicht zu uns dringen, da der Feuerball bis zu diesem Zeitpunkt undurchsichtig war). Vor einer Milliarde Jahren kamen sie aus rund 27,5 GLY (sagt der Cosmic Distance Calculator). Und vor 13 Milliarden Jahren kamen sie gleich von nebenan, aus ein paar hundert Millionen Lichtjahren. Weil sie überall war, und je länger es das Weltall gibt, desto weitere Strecken legen die Photonen zurück, man sieht die Hintergrundstrahlung dann eben in immer größerer Entfernung. Sie verschwindet nie ( jedenfalls nicht, bis ihre Rotverschiebung so groß wird, dann sie prinzipiell nicht mehr nachweisbar ist).

    Es gibt alle möglichen Dreiecke, richtig. Aber wir haben uns auf die tatsächlich beobachteten beschränkt und die haben im Universum durchweg 180 Grad, weshalb man sagt, es sei flach oder euklidisch.

    Insbesondere sind Dreiecke von 1° Sichtwinkel, deren Sekanten von der Erde zur Hintergrundstrahlung reichen, flach. Da wir aus der Urknalltheorie wissen, welcher Strecke 1° in der Hintergrundstrahlung entspricht und man messen kann, wie weit Regionen in der Hintergrundstrahlung noch über Strahlungsaustausch korrelieren, können wir feststellen, dass Strecke und Winkel zu einem flachen Dreieck passen. Daher wissen wir, dass das Weltall flach ist.

    Übrigens kann das Weltall schon deshalb kein Schwarzes Loch sein, weil in einem solchen alles zum Zentrum fließt, auch Licht. Es kann kein Strahl nach außen laufen. Man kann sich das vorstellen, als ob die Raumzeit wie ein Wasserstrom in einen Abfluss läuft, und das Licht wie ein Fisch, der langsamer als die Fließgeschwindigkeit schwimmt, gegen die Strömung ankämpfen muss, was ihm nicht gelingen kann.

  35. #35 Wizzy
    22. April 2015

    @Alderamin #14

    Entschuldige, aber was Du schreibst, entspricht dem was ich geschrieben hatte. Zunächst diskutierte ich Photonen, die aus der Void direkt stammen. Ich betonte, dass älteste Photonen die Void nur durchlaufen haben können und nicht von dort ausgehen. Vgl. die Kommentare mit der Diskussion wo der SW-Effekt wirkt (nämlich primär bei t=400.000 y, aber – das ist hier wohl entscheidend – im Fall der Void ist der spätere Anteil entscheidend).

  36. #36 Wizzy
    22. April 2015

    #14 Zur Funktionsweise des SW-Effektes: Die Potentialhöhe ist entscheidend, nicht die Weglänge (das bemängelte ich ja weiter oben bereits). Und die Potentialhöhe großflächiger Regionen nimmt mit der Expansion ab, da ungebundene Gravitationsgeber weiter verteilt werden. Der SW-Effekt wirkt also nur auf großen Skalen und eben sehr früh, wo die Expansion sehr schnell und Ungebundenheit daher kleinskaliger war.

  37. #37 Wizzy
    22. April 2015

    Sorry, #36 bezieht sich auf #17

  38. #38 Florian Freistetter
    22. April 2015

    @Wizzy: “. Ich betonte, dass älteste Photonen die Void nur durchlaufen haben können und nicht von dort ausgehen.”

    Das habe ich ja auch nicht gesagt. Die Entdeckung der Void hat auch nix mit dem Sachs-Wolfe-Effekt zu tun. Das hat man ganz “normal” bewerktstelligt, im optischen Bereich. Die Sache mit den Photonen und dem Sachs-Wolfe-Effekt dient nur zur Erklärung, um klar zu stellen, wie man in der Hintergrundstrahlung Bereiche identifizieren kann, wo nach dem Urknall mehr/weniger Materie war. So hat man den kalten Fleck gefunden – und das aktuelle Paper stellt eben die Hypothese auf, dass der kalte Fleck der Ursprung der Void ist.

  39. #39 Wizzy
    22. April 2015

    @ #38
    Die Photonen des CMB kommen ausschließlich – wenn man von bestimmten Fehlerquellen absieht, die man so gut es geht aussiebt – aus 45 Mia. ly (heutiger) Entfernung. Das heißt irgendeine Void in 3 Mia. ly. Entfernung kann man im CMB unmöglich sehen – ohne Sachs-Wolfe-Effekt jedenfalls. Durch den sogenannten ‘late-time SW effect’ sehen wir die (wie Du schon angemerkt hast, vergleichsweise nahe) Void aber eben (nach aktuellem Stand) doch im CMB, weil selbst spät die Photonen noch beeinflusst werden. Die nahe Void und kalte Flecken welche wirklich im Abstand der CMB-Sphäre liegen können nicht dasselbe Objekt sein, da in der Astronomie eine strikte Entfernungs-Zeit-(z/Rotverschiebungs-)Beziehung besteht. Anders gesagt: Die Propagation von Objekten im Raum ist zu langsam um daran viel zu ändern – sonst könnten wir im Übrigen aus z gar nicht darauf schließen, wie weit ein Objekt entfernt ist und auch nicht, wie alt es ist; dies jedoch genau ist ein Pfeiler der modernen Astronomie.

  40. #40 Alderamin
    22. April 2015

    @Wizzy

    Entschuldige, aber was Du schreibst, entspricht dem was ich geschrieben hatte.

    Sorry, hab’ Dich bzgl. der rezenten Photonen aus dem Void missverstanden (die eben gerade nicht CMB-Strahlung sind, aber das hast Du ja auch nicht gemeint). Hat Frantischek auch schon richtigerweise korrigiert.

  41. #41 Nemesis
    Hel, Void, Abyssus
    22. April 2015

    Bezogen auf meine (offenbar ziemlich schwierige) Frage aus #31:

    Ich denke, dass ein Raumschiff, das in einen Void (wirklich ein reines Nichts?) fliegt, nicht verschwinden würde, es würde einfach hindurchfliegen, denn immerhin verschwinden ja auch nicht die materiellen Wabenstrukturen, welche die Voids umschliessen. Übrigens:

    ” Intergalactic Voids Are Not So Empty”

  42. #42 Wizzy
    23. April 2015

    #40 Alderamin Danke! ^^
    @all Wenn wir uns nun soweit einig sind, kommt nun meine nächste Frage: Vielleicht sagt der CMB also gar nichts aus über Inhomogenität des Early Universe? Vielleicht war dieses einfach total uniform, und die Fluktuationen stammen alle von späteren Objekten im Weg? Wie/Warum könnte man das dann ausschließen?

  43. #43 Alderamin
    23. April 2015

    @Nemesis

    Ein Void ist eine Region, in der sich nur etwa 1/10 der Menge an Gas und Galaxien befindet wie außerhalb, das ist einfach viel leerer Raum. Wenn da ein Raumschiff durchfliegen würde, würde nichts besonderes passieren. Das Problem wäre nur, dass es auch bei fast Lichtgeschwindigkeit dutzende Millionen Jahre ohne erreichbares Ziel unterwegs wäre (als wenn eine andere Galaxie in einem Galaxienhaufen erreichbar wäre…). Voids sind die Wüsten des Unviersums.

  44. #44 Alderamin
    23. April 2015

    @Wizzy

    Die Messungen der Irregularitäten der Hintergrundstrahlung stützen Größen wie die Dichte der Baryonischen und Dunklen Materie, der Flachheit des Universums, der Ausdehnung des Universums zur Zeit der Rekombination, die auch anderweitig gemessen oder aus Messgrößen errechnet werden können. Da müsste zu viel zufällig zusammen passen, als das dies alles aus dem Sachs-Wolfe-Effekt folgen könnte.

    Auf einer gewissen Skala ist das Weltall ja auch wieder homogen, da mitteln sich Voids und Filamente und lokale Differenzen weitgehend aus.

  45. #45 Quantom
    23. April 2015

    (die spektakulärsten Thesen erklären das Phänomen zum Beispiel durch Kollisionen unseres Universum mit einem anderen Universum)

    Inwiefern begründen die Wissenschaftler mit diesem Theorem durch Kollisionen unseres Universum mit einem anderen Universum? Gibt es da entsprechende Artikeln zu diesem Thema?

  46. #46 Florian Freistetter
    23. April 2015

    @Quanton: “Gibt es da entsprechende Artikeln zu diesem Thema?”

    Irgendwo sicher. Ich denke, ich hab da mal drüber geschrieben. Aber frag mich jetzt nicht, wo… Ich finds gerade leider nicht 🙁

  48. #48 B. Kropp
    26. April 2015

    Alle Photonen der CMB haben die identische Rotverschiebung.
    Wenn Rotverschiebung durch die Expansionsstrecke des Raumes und nicht durch Doppler verursacht wird, stammen alle
    CMB-Photonen aus einer Schale 13,7 mrd LY entfernt!
    Wenn wir also alles CMB-Licht in jeder Richtung gleich hell messen, müssen wir uns ca in der Mitte dieser Hohlkugel befinden! wir messen eine Geschwindigkeit von z.B. 300 Km/s gegen den CMB-Hintergrund in Richtung Virgohaufen. hat sich unsere Geschwindigkeit nicht um zhnerpotenzen verändert, können wir uns max wenige 100 mio LY vom Zentrum wegbewegt haben! Es ist daher verständlich ,dass wir das Universum isotrop sehen!
    Olbers zeigt , dass unser Universum nicht unendlich ist, weder die Masse noch die Ausdegnung.
    Als Koordinatenursprung können wir den Schwerpunkt aller Nachbaruniversen wählen!
    Vorstellung Explosion eines BB-SL ist durch nichts (???)
    ad absurdum geführt?!

  49. #49 Florian Freistetter
    26. April 2015

    @B.Kropp: “Als Koordinatenursprung können wir den Schwerpunkt aller Nachbaruniversen wählen!”

    Mir wäre nicht bekannt, dass schon “Nachbaruniversen” entdeckt worden sind…

    “Alle Photonen der CMB haben die identische Rotverschiebung.”

    Das stimmt übrigens nicht. Warum, kann man u.a. in dem Artikel nachlesen, den sie gerade kommentiert haben.

  50. #50 volki
    29. April 2015

    So wie es aussieht kann die Super-Void den kalten Fleck nicht ganz erklären:

    https://www.pro-physik.de/details/news/7888901/Die_grosse_Leere.html

    (Sehr) kurz zusammengefasst: Der kalte Fleck ist 75 Mikrokelvin kälter als der Rest der kosmi­schen Hinter­grundstrah­lung, die Super-Void kann aber nur 20 Mikrokelvin erklären.

  51. #51 volki
    29. April 2015

    Korrektur: 75 Mikrokelven –> 70 Mikrokelvin

  52. #52 Wizzy
    30. April 2015

    @ #48 “Olbers zeigt , dass unser Universum nicht unendlich ist, weder die Masse noch die [Ausdehnung].”
    Obwohl ich (mit meinem begrenzten Wissen) eine vage Möglichkeit sehe, dass unser Universum ein Schwarzes Loch sein könnte – denn unsere Zeitrichtung kann die Raumkoordinate Richtung Mittelpunkt dieses SL darstellen; vor dem Hintergrund dass nach ART ein Tausch von Raumhaftigkeit und Zeithaftigkeit in Schwarzen Löchern naheliegt (in der Fachliteratur verbreitetes Stichwort: “space time reversal”) – muss ich Dir widersprechen: Olbers zeigt nur, dass das Universum entweder nicht unendlich alt oder nicht unendlich groß oder nicht isotrop ist. Die von mir zitierte Aussage ist allein aus Olbert nicht ableitbar, daher würden mich weitere Ausführungen dazu interessieren. Wo ich Dir wie gesagt zustimme, ist dass Universum = SL meines Wissens nicht vom Tisch ist; allerdings ist dann ein positiver topologischer Krümmungsparameter zu erwarten, der experimentell bisher nicht nachgewiesen ( zwar eingegrenzt aber auch nicht ausgeschlossen) wurde.

  53. #53 Nemesis
    30. April 2015

    @Alderamin, #23

    Ok, hatte ich ja auch vermutet, dass ein Raumschiff nicht einfach verschwinden würde. Also ist ein Void keine völlige Leere und es gibt dann wohl auch im gesamten Universum keine (lokale) völlige Leere, wenn ich das richtig sehe. Könnte man dann nicht sagen, dass ein reines Nichts ein mathematisches Konstrukt ist (0), das aber im realen, physikalischen Universum nicht vorkommt?

  54. #54 Nemesis
    1. Mai 2015

    Vielleicht gibts ja im Makrokosmos keine lokalisierbare Leere, kein lokalisierbares Nichts, aber dafür im Mikrokosmos, wer weiss… wo genau verläuft eigentlich die Grenze zwischen Mikro- und Makrokosmos…. so what, wordsnwordsnwordsnwords…. für mich ist es einerlei.