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Die Geschichte des Universums in einem Bild

Von / 3. Januar 2017 / 92 Kommentare
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Heute gibt es nur ein Bild. Aber dafür ein Bild, dass die gesamte Geschichte des Universums enthält. Na ja, zumindest einen Teil seiner kosmologischen Entwicklung; alles passt nun wirklich nicht in ein einziges Diagramm. Aber die Grafik der ESA ist trotzdem ganz nett:

Bild: ESA

Bild: ESA

(Danke an Sabine Hossenfelder für den Hinweis)

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Kommentare (92)

  1. #1 Braunschweiger
    3. Januar 2017

    Gab’s dies nicht schon einmal auf A-Simplex?

    Diese Grafik (oder eine ziemlich ähnliche) kenne ich schon seit ein paar Jahren, und die meisten Infos in Richtung Astro bekomme ich hier aus dem Blog. Vielleicht hatte mal ein Kommentator den Link gepostet.

    Auf jeden Fall eine interessante Grafik!

  2. #2 Florian Freistetter
    3. Januar 2017

    @Braunschweiger: “Gab’s dies nicht schon einmal auf A-Simplex?”

    Möglich – bei mehr als 6000 Artikel verlier sogar ich den Überblick 😉

  3. #3 ron
    3. Januar 2017

    Ließe sich eigentlich irgendwie der lokale Ursprung der Singularität errechnen? Irgendwo muss es doch eine “Mitte” geben von der sich alle Planeten wegbewegen?
    Lesch sagt “überall”, ist mir aber irgendwie zu wenig Info…

    Ich danke im Voraus!

  4. #4 Alderamin
    3. Januar 2017

    @ron

    Überall ist aber genau richtig. Du nimmst vermutlich an, der Raum war anfangs groß und leer und darin hat sich eine Art Explosion ereignet, bei der alles auseinander geflogen ist.

    Die Urknalltheorie besagt aber etwas anderes: zu Beginn gab es keinen Raum, der Raum selbst ist quasi aus einem Punkt gewachsen (zumindest der heute überschaubare Bereich, das ist die klassische Variante). Die Materie und Energie war darin stets im kosmischen Maßstab gleichverteilt, aus reiner Strahlung entstanden in den ersten Sekundenbruchteilen Teilchen und nach ein paar Minuten Atome, aus denen dann Gas und daraus Galaxien mit Sternen.

    Das Gas war anfangs noch heiß und undurchsichtig (wie die Sonnenoberfläche). Wir können heute die Lichtstrahlung des heißen Gases von überall her aus der Ferne als Radiostrahlung empfangen (kosmische Hintergrundstrahlung oder Mikrowellen-Hintergrundstrahlung). Der Urknall war überall und jeder Ort begann am selben Punkt.

  5. #5 ron
    3. Januar 2017

    Danke Alderamin,

    das ist übrigens eines meiner geliebtgehassten Kopfspielereien: Was war vor dem Urknall? Selbst “Nichts” wäre ein irgendwie erklärbarer “Aggregatszustand” weil ein Nichts eben auch ne Farbe hat und erklärbar ist…
    Daher halte ich mich bei meinen Gedankenspielen immer an die Grundidee des ausbreitenden Raums in dieses Nichts. Grundlegend hab ich immer diese Luftballon-Erklärung vor Augen: Auch wenn sich Materie zu gleichen Teilen ausbreitet-so muss es ja einen Punkt geben, von dem dies ausgeht. Hier: Die Luftballonöffnung zum Aufblasen.

    Ich machs mir da aber aufgrund meiner nicht wissenschaftlichen Bildung wohl zu einfach. Für die komplizierten Dinge hab ich ja euch hier… 😉

  6. #6 tomtoo
    3. Januar 2017

    Nimm doch den Rosinenkuchen (der ist 3d) und stelle dir vor, was so eine Rosine sieht. Alle Rosinen bewegen sich weg von ihr. Aber welche ist in der Mitte ?

  7. #7 Alderamin
    3. Januar 2017

    @ron, tomtoo

    Alle Modelle hinken irgendwo: Das Weltall hat keine Luftballonöffnung, keinen Hohlraum innen drin und keine Gummihülle, die lediglich gestreckt wird und wo somit jeder Punkt der Oberfläche schon von Anfang an da ist.

    Der Rosinenkuchen hat seine Mitte da, wo die Abstände zum Rand auf gegenüberliegenden Seiten gleich groß sind, aber das Universum hat keinen Rand.

    Das sind Denkkrücken, die man nicht überinterpretieren darf. Was man im Universum sieht ist viel Raum, und der wächst, überall, aus sich selbst heraus. Nur Materie, die über Kräfte an andere Materie gebunden ist, wächst nicht mit und rutscht gewissermaßen über die Ausdehnung hinweg.

    Ein schönes Beispiel für die Plastizität des Raums ist auch LIGO, das Interferometer, das die Gravitationswellen gemessen hat (die den Raum stauchen und strecken). Es war (im Gegensatz zu einigen Darstellungen) nicht etwa die Erde, die durch die Gravitationswellen ins Vibrieren gebracht wurde – die blieb starr. Sondern der leere Raum in den Vakuumröhren durch die der Laserstrahl lief, der wurde periodisch kürzer und länger.

  8. #8 ron
    3. Januar 2017

    Ja, das LIGO Experiment habe ich intensiv verfolgt und sogar auch verstanden.
    Ich mag den Realismus in der Erklärung zur Urknalltheorie, nur habe ich tatsächlich ein Problem mit dem “Vorher”. War es da hell? War es da neblig? Worin haben sich die Teilchen bewegt, deren Ungleichgewicht zum Urknall führten?
    Bin gerade bei der Lektüre zum Big Crunch oder Big Freeze etc. Irgendwie gespenstisch aber unheimlich faszinierend. Ich will das alles unbedingt mal sehen und miterleben…

  9. #9 tomtoo
    3. Januar 2017

    Ich hatte immer dieses 2d , 3d Vorstellungsproblem. Da hat mir die Sicht von einer Rosine auf die anderen geholfen. Ist halt eine Krücke. Aber es ist ja auch nicht so einfach sich in dem Fall im Raum zu orientieren. Alles bewegt sich weg von mir , muss ich ja im Zentrum sein oder ? Wollte nur helfen. Also so zur Vorstellung.

  10. #10 noch'n Flo
    Schoggiland
    3. Januar 2017

    Bei der grafischen Darstellung des heutigen Universums fasziniert mich ganz besonders wieder einmal die frappierende Ähnlichkeit zu neuronalen Netzen mit ihren Synapsen, Dendriten usw. Und zwangsläufig drängt sich wieder einmal die Spekulation über die möglicherweise “wahre Natur” des Universums als denkendes Bewusstsein auf…

  11. #11 tomtoo
    3. Januar 2017

    @noch’n Floh
    Zu viel Termin genascht ?
    😉

  12. #12 Artur57
    3. Januar 2017

    @Alderamin #4

    Soweit klar. Aber mal Frage: hat das Universum einen Schwerpunkt? Und wenn ja, heißt das dann nicht, dass alle Materie von diesem Punkt weg sich bewegt? Und wenn wir so weit sind, dürfen wir dann nicht sagen, dies sei das Zentrum des Urknalls gewesen?

  13. #13 PDP10
    3. Januar 2017

    @Artur57:

    Soweit klar. Aber mal Frage: hat das Universum einen Schwerpunkt? Und wenn ja, heißt das dann nicht, dass alle Materie von diesem Punkt weg sich bewegt?

    Nein. Aus den gleichen Gründen aus denen das Universum keine Mittelpunkt hat – und die @Alderamin schon alle angeführt hat.
    Da das Universum eine homogene Massenverteilung hat, müsste dieser Schwerpunkt in seinem Mittelpunkt liegen.
    Falls dir hier das Bild einer Kugel vorschwebt in deren Innerem die Masse homogen verteilt ist: Das Bild ist halt falsch. Um diesen “Massenmittelpunkt” zu definieren müsste es einen Rand geben und einen Raum ausserhalb der Kugel in dem du den “Massenmittelpunkt” definieren kannst.
    Die gibt es aber nicht.

    Ich weiß, sehr unintuitiv und sehr unanschaulich …
    Aber das Universum tut uns halt nicht den Gefallen so zu sein, dass wir es leicht verstehen können :-).

  14. #14 TMax
    3. Januar 2017

    Die Zweifler sollten sich mit dem Gedanken anfreunden, dass das menschliche Gerhirn evolutionär bedingt, einfach nicht in der Lage ist, die Entstehung und die weitere Entwicklung des Universums vollständig zu verstehen. Sorry Leute, das wird uns Menschen sehr wahrscheinlich niemals gelingen. Eventuell ist ein superintelligenter Computer in einigen Jahrzehnten mal dazu in der Lage…

  15. #15 PDP10
    3. Januar 2017

    @TMax:

    Das ist so nicht ganz richtig.

    Wir verstehen den ganzen Kram ja schon sehr gut. Wir machen Experimente und Beobachtungen und können das ganze in Mathematik sehr präzise ausformulieren. Gemessen daran, dass die Menschheit nur ein winziger Fleck in Zeit und Raum verglichen mit dem Alter und der Größe des Universums ist, sind wir da schon ziemlich weit.

    Das Problem ist, dass sich das was wir in Mathematik ausdrücken können nicht so einfach in den Kategorien unserer Alltagserfahrungen beschreiben lässt.

    Das ist bedauerlich und nervig, hat aber mit dem Verstehen als solches wenig zu tun.

  16. #16 Gustav
    3. Januar 2017

    @ron “nur habe ich tatsächlich ein Problem mit dem “Vorher”.”

    Mit dem Urknall entstand nicht nur der Raum, sondern auch die Zeit. Die Frage nach dem “davor” ist nicht zweckmäßig. Weil es kein “davor” geben konnte. Der begriff ist untrennbar mit der Existenz von Zeit verbunden, wenn es keine Zeit gab, dann auch kein “davor”.

    Das mögen wir uns nur schwer vorstellen können. Aber das ist dann schon wieder ein anderes Thema, dass nämlich unser Gehirn, wie TMax schon angedeutet hat, nicht imstande ist, sich so etwas vorstellen zu können.

  17. #17 TMax
    4. Januar 2017

    @PDP10:

    Weiß ich alles. Mit “verstehen” meine ich nicht, dass man vieles mathematisch beschreiben und berechnen kann, sondern dass wir Menschen uns die Entstehung des Raumes an sich und das, was vielleicht vor dem Urknall war, nicht wirklich vorstellen können im Sinne einer vollständigen gedanklichen Durchdringung. Insofern sind aus meiner Sicht alle Versuche, sich diese Geschehnisse quasi bildhaft oder sonstwie vorzustellen, zum Scheitern verurteilt. Ich bedauere das sehr, sehe aber keine Möglichkeit, diese evolutionäre Limitierung zu überwinden. Zumindest nicht als Individuum, eher schon in einer fernen Zukunft mit sehr vielen vernetzten Gehirnen oder deren funktionelle Eigenschaften in Form eines “Super-Duper-Computers”.

    PS: Ich bin “lupenreiner” Atheist, da geht nix mit höheren Mächten… 😉

  18. #18 noch'n Flo
    Schoggiland
    4. Januar 2017

    @ tomtoo:

    Zu viel Termin genascht ?

    Ich doch nicht. Guck Dr mal dieses Bild an: https://footage.framepool.com/shotimg/qf/708948329-dendrit-gewebe-koerper-axon-nervenzelle.jpg und vergleiche es mit der Darstellung des heutigen Universums oben in der Grafik. Eine verblüffende Ähnlichkeit, oder?

    Und das Leben auf der Erde vernetzt sich immer komplexer. Erst schlossen sich Einzeller zu Mehrzellern zusammen, dann zu komplexen Organismen, diese wiederum zu Gruppen, später zu Gemeinschaften, Dörfen, Städten, Nationen. Und derzeit vernetzt sich die ganze Welt untereinander. Wie ginge das weiter, wenn wir eines Tages den Weltraum besiedeln?

    Fällt Dir etwas auf?

  19. #19 Metalgeorge
    Möglingen
    4. Januar 2017

    …noch’n Laie zum Thema “..in welcher Richtung ist der Geburtsort des Universiums..”
    Ich meine mal gelesen zu haben, dass man bei Messungen des Hintergrundrauschens, dessen Entdeckung ja die Theorie des Urknalls verfestigt hat, gewisse bevorzugte Richtungen feststellen konnte.
    Am Anfang ,wegen der Qualität der Instrumente, war es ja aus allen Richtungen gleich “laut”.

  20. #20 Florian Freistetter
    4. Januar 2017

    @Metalgeorge: Es gibt keinen “Geburtsort”. Aus heutiger Sicht hat der Urknall an jedem Ort des Universums stattgefunden. Damals WAR ja jeder Ort derselbe Ort! Das Universum hat sich nicht IM Raum ausgedehnt sondern es war der Raum selbst, der expandiert ist.

  21. #21 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @noch’n Flo

    Und zwangsläufig drängt sich wieder einmal die Spekulation über die möglicherweise “wahre Natur” des Universums als denkendes Bewusstsein auf…

    Mit welcher Geschwindigkeit könnte dann das Universum als denkendes Bewusstsein Information verarbeiten?

  22. #22 Alderamin
    4. Januar 2017

    @Metalgeorge

    Ich meine mal gelesen zu haben, dass man bei Messungen des Hintergrundrauschens, dessen Entdeckung ja die Theorie des Urknalls verfestigt hat, gewisse bevorzugte Richtungen feststellen konnte.

    Wenn sich das auf die “Bipolarität” der Hintergrundstrahlung bezieht: In einer Richtung ist die Hintergrundstrahlung ein winziges bisschen wärmer als in der Gegenrichtung. Das liegt am Dopplereffekt. Zwar ist die Expansion vollkommen symmetrisch in jeder Richtung, aber das gilt nur, wenn man relativ zu ihr (also dem ehemaligen Feuerball nach dem Urknall) in Ruhe ist. Da sich die Materie im Weltall jedoch zu Filamenten und Galaxien zusammenzieht, die sich dann umeinander bewegen, ist auch die Milchstraße, die im Randbereich des Virgo-Haufens liegt, nicht in Ruhe. Sie fällt z.B. auf die Andromeda-Galaxie zu (die einzige Galaxie, die sich nicht von uns entfernt) und beide fallen in Richtung “Großer Attraktor”, ein großer Super-Galaxienhaufen. Diese Bewegungen verursachen einen Dopplereffekt, so dass die Hitnergrundstrahlung nicht absoult perfekt symmetrisch ist. Die relative Geschwindigkeit liegt so um 600 km/s, wenn ich mich recht entsinne.

  23. #23 Alderamin
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz, noch’n Flo

    Mit welcher Geschwindigkeit könnte dann das Universum als denkendes Bewusstsein Information verarbeiten?

    Überhaupt nicht, weil es so gut wie keinen Austausch zwischen den Galaxien gibt und keine Aktivitätspotenziale. Galaxien sind keine Nervenzellen. :kopfschüttel:

  24. #24 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @Alderamin

    Schon klar.
    Aber lassen wir mal deine Einwände, die vollkommen richtig sind, ausser acht.

    Dann nochmals, die Frage: Mit welcher Geschwindigkeit könnte dann das Universum hypothetisch als denkendes Bewusstsein Information verarbeiten?

  25. #25 Withold Ch.
    4. Januar 2017

    Solche feinen Diskussionen sind mit ein Grund, weshalb ich auch im 2017 diesen Blog lesen werde …

    Die besten Wünsche allerseits!

  26. #26 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    Die nächste Zwerggalaxie dürfte nur 25.000 Lichtjahre von uns entfernt sein. Nimmt man an, dass die Informationsübertragung mit Lichtgeschwindigkeit erfolgt, so dauert es 25.000 Jahre bis der Impuls dort ankommt. Für die Andromedagalaxie würde man mindestens 2,5 Millionen Jahre benötigen. Schreibt man dem Universum Bewusstsein zu, so wäre das Universum beim Denken nicht gerade das schnellste. Also auch aus dieser Sicht ist es ziemlich unwahrscheinlich, dass das Universum als gesamtes ein Bewusstsein hat.
    Weitere Gegenargumente sind die Einwände von Alderamin.

  27. #27 noch'n Flo
    Schoggiland
    4. Januar 2017

    @ Alderamin:

    Galaxien sind keine Nervenzellen.

    Habe ich auch nicht behauptet. Aber die galaktischen Strukturen könnten irgendwann einmal das Gerüst für Informationsweiterleitung sein. Zugegeben, eine recht langsame – nach unseren Zeitmassstäben. Nach galaktischen Zeitmassstäben aber wieder recht flott.

    Es bräuchte nur irgendeine denkende Spezies, die es schafft, über ihre Heimatgalaxis hinauszuwachsen. Auch das klingt zwar erst einmal utopisch, wird aber im Laufe der Jahrmilliarden immer wahrscheinlicher. Wir dürfen dabei nicht vergessen, dass das Universum sich immer noch im Kleinkindalter befindet (wenn überhaupt schon).

    Und letztlich ist die immer weiter reichende Vernetzung eine zwangsläufige Folge der Entwicklungen, die ich in Kommentar #18 bereits ausgeführt habe.

    @ Karl-Heinz:

    Wie gesagt, die Frage nach der Geschwindigkeit macht aus unserer Perspektive erst einmal wenig Sinn, da musst Du mehr in kosmischen Massstäben denken. Und da sind eine Million Jahre nicht mehr als ein Wimpernschlag.

    Dass wir Menschen so extrem kurzlebig sind, kratzt das Universum in etwa so viel, wie uns Menschen die Lebensdauer einer Eintagsfliege.

  28. #28 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @noch’n Flo
    Ich hoffe, wir haben dich überzeugt, dass das Universum kein Bewusstsein hat.
    So jetzt muss ich meinen Kopf schütteln, nicht wegen Alderamin, sondern um meine Nackenmuskulatur zu entspannen. : – )

  29. #29 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @noch’n Flo

    Nach galaktischen Zeitmassstäben aber wieder recht flott.

    Jetzt du ich es Alderamin gleich und schüttle den Kopf. ; – )

  30. #30 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @noch’n Flo

    Die Informationsübertragung mit Lichtgeschwindigkeit von einem Ende zum anderen Ende des beobachtbaren Universum dauert 93 Milliarden Lichtjahren. Das ist auch für kosmische Maßstäbe kein Wimpernschlag mehr.

  31. #31 Alderamin
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz

    Mit Berücksichtigung der Expansion kann überhaupt kein Signal jemals von einem Ende des sichtbaren Universums (das dahinter mit Sicherheit noch lange weiter geht) zum anderen gelangen, und für kürzere Entfernungen wird es zunehmend schwieriger.

    Die Signalübertragungszeit von einer Galaxie zur anderen (wenn man mal noch’n Flos Gedanken aufgreift, dass irgendwelche Intelligenzen sich vernetzen könnten) ist in der Größenordnung der Lebensdauer einer Spezies auf der Erde. Also, wenn ihr mich fragt… fragt lieber nicht…

  32. #32 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @Alderamin

    Signalübertragungszeit/Lebensdauer einer Spezies ist eine gute Definition von dir um in diesem Fall einen Vergleich ziehen zu können.
    Ist eine coole Definition.

    Was meinst du dazu mein noch’n Flo?

  33. #33 ron
    4. Januar 2017

    Die Grundidee von “noch´n Flo” finde ich gar nicht mal so übel. Zeigt doch das Universum tatsächlich eine Menge Gleichheit in manchen Formen und Farben. (siehe Link von Flo in Comment #18)
    Allerdings gehe ich mit Alderamin konform in seiner Aussage, dass alles auseinanderdriftet und dass dies einer sich optimierenden Signalübertragung entgegensteht. Aber als Gedankenspiel ganz interessant. Ein Universum mit Bewusstsein…
    Ich fand damals die Endszene von MIB 1(jaja, ich weiß, hat nix mit Wissenschaft zu tun… 😉 ) sehr bezeichnend. Da spielen irgendwelche Riesenaliens mit in Kugeln eingeschlossenen Galaxien. Das dies völliger Quatsch ist, ist mir bewusst, nur zeigt es sehr schön das vorliegende Größenverhältnis… Dieses Erkennen hätte keine Matheformel bringen können-bei mir zumindest! 😉

  34. #34 tomtoo
    4. Januar 2017

    Immer dieses doofe c dem gehört einfach mal kräftigst in den a getreten.
    😉

  35. #35 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    Bestimmung des Faktors i = Lebensdauer/Signalübertragungszeit (im Gehirn) für eine Person.

    die Grösse des Gehirns eines “normalen” Erwachsenen

    Länge: 170.67 mm
    Höhe: 108.25 mm
    Breite: 133.92 mm

    Anahme Signalgeschwindigkeit sei 10 m/s.
    Signalübertragungszeit t in Längsrichtung = s/v =0,017 Sekunden.
    Annahme Lebenserwartung der Person sei 77 Jahre.

    Damit ergibt sich ein Faktor i = Lebensdauer/Signalübertragungszeit (im Gehirn) für eine Person = 1,4 * 10^11

  36. #36 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    Bestimmung des Faktors i = Zeitspanne/Signalübertragungszeit für eine bestimmte Entfernung.

    Annahme 1: Entfernung 2,5 Millionen Lichtjahre (entspricht Entfernung zur Andromedagalaxie).
    Annahme 2: Zeitspanne ist gleich Alter des Universum = 13,8 Milliarden Jahre.
    Annahme 3: Signalgeschwindigkeit ist Lichtgeschwindigkeit

    Damit ergibt sich ein Faktor i =
    Zeitspanne/Signalübertragungszeit für eine bestimmte Entfernung = 5520

    Wenn ich das auf ein Menschenleben umrechne sind das 96 Sekunden Bewusstsein.

  37. #37 Alderamin
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz

    Signalübertragungszeit/Lebensdauer einer Spezies ist eine gute Definition von dir um in diesem Fall einen Vergleich ziehen zu können.

    Eigentlich wollte ich etwas gänzlich anderes mit der Erwähnung des Verhältnisses zwischen Signallaufzeit und Lebensdauer einer Spezies sagen: ein Kommunikationsnetz (beliebiger Art), das von intelligenten Bewohnern verschiedener Galaxien aufgezogen wird, wäre so langsam, dass die Bewohner schon übern Jordan wären, wenn das Signal eine Strecke zwischen zwei Galaxien zurückgelegt hätte. Ein “denkendes kosmisches Netz” würde deshalb daran scheitern, dass die zu seinem Betrieb notwendigen Bewohner nicht lange genug überleben würden.

    Außerdem – warum sollte jemand so etwas wie ein Galaxienhaufen umspannendes intelligentes Netz bauen wollen, wenn man Computer auf sehr viel kleinerem Raum bauen kann, die viel schneller schalten können? Macht doch keinen praktischen Sinn.

    Von der optischen Ähnlichkeit der Strukturen im Hirn mit dem kosmischen Netz auf eine ähnliche Funktion zu schließen, mutet auf mich gleichermaßen absurd an wie aus der Unbestimmtheit von Quantenvorgängen abzuleiten, dass prinzipiell alles möglich sei (wie wir das von Esoterikerkreisen gelegentlich vernehmen). Das ist auch bloß Esoterik. Meine Meinung.

  38. #38 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @Alderamin
    Mir ging es eigentlich nur darum zu zeigen, dass wenn die Synapsen zu weit auseinander liegen, die Verarbeitungsgeschwindigkeit von Informationen sinkt. Eine künstliche Intelligenz könnte mal durchaus schneller denken als wir Menschen (meine Vermutung). Aber mit dreißig Watt erzeugt unser Gehirn Welten, von denen die schnellsten Computer nur träumen können.

  39. #39 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    Vielleicht bin ich bei der Vorstellung „ein Universum mit Bewusstsein“ über das Ziel hinausgeschossen, wenn’s dann doch anders gemeint ist.

  40. #40 tomtoo
    4. Januar 2017

    Ich hab da wieder mal so eine Frage.
    Dunkle Materie wechselwirkt nur über Gravitation. Sie kann über EM-Kräfte nicht wechselwirken. Müsste Sie dann nicht gleichmäßig im Raum verteilt sein ?

  41. #41 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @tomtoo
    Nehmen wir an du bist ein dunkles Teilchen und hast eine bestimmte Geschwindigkeit, die du nicht loswerden kannst und fühlst dich ausserdem zu einer Gruppe hingezogen, die ebenfalls aus dunkle Teilchen besteht.
    Dann wirst dich wohl durch die Geschwindigkeit ein bisschen von der Gruppe entfernen, aber nie ganz, da du dich ja zur Gruppe hingezogen fühlst. So und hoffentlich habe ich jetzt keinen Unsinn verzapft.

  42. #42 tomtoo
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz
    Nö ist schon ok. Aber angenommen die dunkle Materie war beim Urknall gleichmäßig verteilt und hatte so etwas wie ein Ursprungsimpuls. Über Reibung kannn sie kein Energie abgeben ? Die Baryonische Materie kann sich Sammeln. Aber die Dunkle wie ?

  43. #43 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @tomtoo
    Vielleicht war die dunkle Materie durch die Quantenfluktuation, doch nicht so gleich verteilt.
    Das habe ich ganz vergessen zu erwähnen, du bist ein notorischer Fremdgeher und fühlst dich auch zur normalen Materie hingezogen ; – )

  44. #44 tomtoo
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz
    Aber müsste dann die dunkle Materie Verteilung nicht immer noch der Baryonischen ähneln ?

    Und nein ich bin echt eine treue Seele ! 😉

  45. #45 Metalgeorge
    4. Januar 2017

    @Florian Freistetter @Alderamin
    danke euch vielmals für eure Ausführungen.

    Merke langsam, dass ich meine bisherige Vorstellungen über das Universum mal komplett über den Haufen werfen kann.
    Es scheint dass mein Verstand diese ganze Materie unbedingt immer mit gemachten Erfahrungen in Zusammenhang zu bringen versucht.
    Dies reicht aber für ein Verständnis des Universums bei weitem nicht aus.
    Deshalb bleib ich dran und bleibe fasziniert

  46. #46 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @tomtoo

    Na ja die baryonische Materie kann Energie durch Strahlung abgeben und klumpen, was dunkle Materie nicht so ohne weiteres kann.

  47. #47 tomtoo
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz
    Aber Photonen haben ja keinen Einfluss auf dunkle Materie. Das ist nicht einfach (für mich).

  48. #48 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @tomtoo

    Ich denke, dass die ungleichmäßige Verteilung der dunklen Materie Keimzellen für baryonische Materie gebildet hat und diese dort unter Abgabe von Wärmestrahlung geklumpt ist.

  49. #49 Steffmann
    4. Januar 2017

    @tomtoo:

    Dunkle Materie wechselwirkt nur über Gravitation. Sie kann über EM-Kräfte nicht wechselwirken. Müsste Sie dann nicht gleichmäßig im Raum verteilt sein ?

    man möge mich in der Luft zerreissen, wenn ich falsch liege. Aber diese Aussage ist erstens tautologisch und zweitens auch noch brutal falsch.

    Wenn DM nicht über EM wechselwirken könnte, wären die Forscher aufgeschmissen. Dann gäbe es keine Möglichkeit mehr, WIMP aufzuspüren, DIe Wahrheit ist wie immer ein bisschen diffiziler. Die blöden WIMP reagieren nur so furchtbar selten mit bayronischer, also herkömmlicher Materie, das ist das eigentliche Problem. Über Verteilung von Materie kann man sich dann konsequenterweise erst unterhalten, wenn diese Frage geklärt ist.

  50. #50 tomtoo
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz
    Das ist kompliziert. War eine kleine Asymmetrie in der Verteilung der Baryonischen Materie für das aussehen des Universums verantwortlich ? Oder eine kleine Asymmetrie der dunklen Materie ? Spannende Themen. 🙂

  51. #51 noch'n Flo
    Schoggiland
    4. Januar 2017

    @ Alderamin, Karl-Heinz:

    Ihr versteht es immer noch nicht: die Wesen, die über Galaxien kommunizieren bauen kein kosmisches Denknetz, sie betreiben es auch nicht, sie sind ein Bauteil davon. Eine einzelne Nervenzelle ist ja auch nicht das ganze Gehirn.

    Und daher ist es völlig piepe, wie lange die Lebenserwartung dieser Wesen ist; selbst wenn ein Gedanke auf seinem Weg durch das kosmische Gehirn Milliarden von Jahren braucht, Zeit spielt auf dieser Ebene keine Rolle mehr.

    (Ich fürchte, das ist jetzt ein wenig zu metaphysisch für Euch.)

  52. #52 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @Steffmann

    Ich glaub, dass WIMP wie unten beschrieben nachgewiesen werden. Neben der Gravitation haben WIMP’s auch eine Schwachen Wechselwirkung.

    In äußerst seltenen Fällen muss es vorkommen, dass ein WIMP direkt mit einem Atomkern zusammenstößt, der dadurch in einen radioaktiven Kern umgewandelt würde. Die zum Nachweis nötigen Detektoren werden wie Neutrinodetektoren meist tief unter der Erde betrieben, um den Untergrund aus radioaktiver Hintergrundstrahlung und sekundärer kosmischer Strahlung zu vermeiden.

  53. #53 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @noch’n Flo
    Na ja, eine Milliarde Jahre ist kein Pappenstiel mehr.

  54. #54 tomtoo
    4. Januar 2017

    @Steffmann
    Das verstehe ich nicht. Sie haben ja ein Wirkung bis jetzt aber nur über die Gravitation. Warum bin ich da tautologisch falsch ?

  55. #55 tomtoo
    4. Januar 2017

    @noch’n Floh
    Methaphysisch ? Jetzt mach ich mir doch Gedanken bezüglich des Termin “Stoff” und dir. 😉

  56. #56 Jolly
    4. Januar 2017

    Und zwangsläufig drängt sich wieder einmal die Spekulation über die möglicherweise “wahre Natur” des Universums als denkendes Bewusstsein auf…

    Falls ein Gehirn im Entstehen keinen geregelten Input von außen bekommt, so könnte es später zwar noch eine Struktur aufweisen, die einem normalen gleicht, aber ob man dann immer noch von denkendem Bewusstsein reden könnte …

    Frag doch mal einen Arzt deines Vertrauens.

    Und definitionsgemäß sollte ein Universum ja keinen Input von außen bekommen. Aber vielleicht täuscht sich auch hier mein Gehirn.

  57. #57 Steffmann
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz:

    Das ist richtig, deswegen sind auch bis heute nur sehr wenige “Ereignisse” validiert. Vielleicht reden wir auch nur aneinander vorbei.

  58. #58 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @Steffmann

    EM steht für elektromagnetische Wechselwirkung , oder ?
    Die schwache Wechselwirkung ist aber eine andere Grundkraft.

  59. #59 Alderamin
    4. Januar 2017

    @Steffmann

    Das gilt nur, falls es wirklich WIMPs (weakly interacting massive particles) sind. Das waren immer die heißen Kandidaten, aber man hat ja nichts gefunden. Vielleicht wechselwirken die Teilchen wirklich nur über Schwerkraft. Da gibt es auch Kandidaten (Axionen?).

    @tomtoo

    Die Materie war schon aus Gründen der Quantenmechanik von Beginn an nicht exakt gleichverteilt, es gab Zonen verschiedener Dichte, die man auch noch in der Hintergrundstrahlung sieht. Dahin, wo die Dichte höher war, floss Materie (baryonische wie dunkle). Die baryonische hat sich zu Strukturen verdichtet, weil sie effektiv durch Strahlung abkühlen kann, die dunkle nur zu lockeren Halos, in denen die Teilchen durch die Gegend flitzen.

    Ich nehme an (100% sicher bin ich da nicht), dass die Verdichtung der dunklen Materie wie die Abkühlung eines Gases funktioniert: wenn die schnellsten Teilchen davon sausen (“verdampfen”), dann kühlt der Rest ab, die Teilchen werden langsamer und rücken dichter zusammen. Über Gravitation kann Bewegungsenergie ausgetauscht werden, und die Teilchen sind nicht alle gleich schnell. So funktioniert Verdunstungskühlung.

    Außerdem könnte es zu Paarvernichtungen kommen, wenn Dunkle-Materie-Teilchen ihre eigenen Antiteilchen sind. Die Teilchen verschwinden dann als Strahlung und nehmen ihren Impuls mit.

  60. #60 Steffmann
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz:

    Nein, Du hast schon Recht. Die Begrifflichkeiten sind geläufig, und es war mein Fehler, das so zu benutzen. Gemeint war ESW., also die elektroschwache Wechselwirkung, Und ja, auch darüber kann man diskutieren. Man darf heutzutage auch darüber diskutieren, ob die Gravitation nicht genau das ist: Nämlich nur eine Auswirkung der ESW. Vielleicht gibt es diese “Grundkraft” gar nicht. 😉

  61. #61 Steffmann
    4. Januar 2017

    Und mit “Grundkraft” meinte ich Gravitation.

  62. #62 Steffmann
    4. Januar 2017

    @Tomtoo:

    Das verstehe ich nicht. Sie haben ja ein Wirkung bis jetzt aber nur über die Gravitation. Warum bin ich da tautologisch falsch ?

    Ja, das war jetzt ein bisschen fies von mir. Was ich meinte war: Der Nachweis von WIMP’s ist nur über ESM-Wechselwirkungen machbar (also das, was Du als Gravitation bezeichnen würdest). Wenn Du also sagst:

    Dunkle Materie wechselwirkt nur über Gravitation. Sie kann über EM-Kräfte nicht wechselwirken

    ist das eine Tautologie. Oder vielleicht einfach ein Zirkelschluss, wenn Du damit glücklicher bist 😉

  63. #63 Steffmann
    4. Januar 2017

    @Alderamin:

    Vielleicht wechselwirken die Teilchen wirklich nur über Schwerkraft. Da gibt es auch Kandidaten (Axionen?).

    Es gibt WIMP’s und man hat sie bereits gefunden. Neutrinos (immer schon Favoriten dafür, und nachgewiesen) sind wohl doch nicht so eine homogene Gruppe, wie man bislang angenommen hatte. Aber klar, verifiziert ist hier gar nichts. Das hier ist ein blog, und da hoffe ich, das man einfach über Plausibiltät auch mal spekulieren darf.

  64. #64 Steffmann
    4. Januar 2017

    @Tomtoo:

    Ich nehme an (100% sicher bin ich da nicht), dass die Verdichtung der dunklen Materie wie die Abkühlung eines Gases funktioniert: wenn die schnellsten Teilchen davon sausen (“verdampfen”), dann kühlt der Rest ab, die Teilchen werden langsamer und rücken dichter zusammen. Über Gravitation kann Bewegungsenergie ausgetauscht werden, und die Teilchen sind nicht alle gleich schnell. So funktioniert Verdunstungskühlung.

    Abgesehe von Verdunstungskühlung, ja.

  65. #65 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @Steffmann

    Es gibt WIMP’s und man hat sie bereits gefunden.

    Echt, die Wimp’s wurden gefunden?

    Komisch, denn im Internet steht genau das Gegenteil.
    https://www.scinexx.de/wissen-aktuell-20421-2016-07-25.html

  66. #66 Steffmann
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz:

    Echt, die Wimp’s wurden gefunden?

    Weakly interacting massive particles. Das trifft exakt auf Neutrinos zu. Oder nicht ?

  67. #67 Steffmann
    4. Januar 2017

    Aber ich weiß natürlich, auf was Du abzielst. Das ist auch nicht redlich von mir gewesen. Ich suche seit 2 h diesen Artikel, den ich bezüglich der masseabnormen Neutrinos vor ca. 1 Jahr irgendwo gelesen hatte. Ich finde den um das Verrecken nicht. Damit wäre meine Argumentation plausibler.

  68. #68 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @Steffmann

    WIMPs sind verdammt schwere Teilchen.
    Ist ein Neutrino nicht nahezu masselos?

  69. #69 Steffmann
    4. Januar 2017

    @Karl-Heinz:

    Das ist ja genau die Gretchenfrage. Wieviele Neutrinos weichen von der Standardmasse ab ? Und reicht das aus, um die DM zu erklären ? Und wenn nicht, wieviel von dem Zeug schwirrte vorher schon rum ? Fakt ist, (auch wenn ich den link jetzt nicht finde) man hat Neutrinos mit Masse-Abweichungen gefunden. Bei genügend Emittierung und Dauer könnte das eine potentielle Erklärung für die DM sein. Und damit auch für andere EM-Effekte.

    Aber, klar. Hätte, Könnte, sein. Bringt uns jetzt erkenntnistheoretisch gar nix. Trotzdem schön, dass es ein Forum gibt, wo man frei Schnauze einfach mal das Maul aufreissen kann 😉

  70. #70 Karl-Heinz
    4. Januar 2017

    @Steffmann

    Meinst du so etwas in der Art
    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Steriles_Neutrino

  71. #71 Steffmann
    5. Januar 2017

    Nein. Gib mir bis morgen Zeit, ich dir den link bis dahin raus. Dann wird die Diskussion auch leichter. Vielleicht habe ich auch nur etwas fals verstanden

  72. #72 Steffmann
    5. Januar 2017

    Vom handy*

  73. #73 Alderamin
    5. Januar 2017

    @Steffmann

    Normale Neutrinos sind WIMPS, aber sie sind heiße dunkle Materie, weil sie sehr schnell unterwegs sind – die können sich nicht zu galaktischen Halos verdichten. Außerdem gibt es zu wenige von ihnen. Spekulativ sind die schwereren und langsameren sterilen Neutrinos. Die sind bisher nicht nachgewiesen.

    Neutrinos (auch sterile) sind, wie gesagt, WIMPs. Neben WIMPs gibt es aber auch andere Kandidaten für die kalte dunkle Materie. Alle sind bisher nicht gefunden worden.

  74. #74 Karl-Heinz
    5. Januar 2017

    @Alderamin

    Fliegengewicht Neutrino ist kein WIMP

    https://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/wimp/532

  75. #75 Steffmann
    5. Januar 2017

    @Alderamin:

    , aber sie sind heiße dunkle Materie, weil sie sehr schnell unterwegs sind – die können sich nicht zu galaktischen Halos verdichten

    Genau darum geht es aber doch. Noch sind Neutrinos die besten Kanditaten, die wir haben. Es gibt keinen Grund, anzunehmen, dass während der Inflationsphase nicht massenhaft solche Teilchen entstanden sind. Den Rest habe vielleicht Supernovae erledigt. Warum messen wir den Rotz dann nicht ? Vielleicht weil der Großteil schon immer da war und der kleine Rest, der dazu gekommen ist, so schwer zu messen ist ?

  76. #76 Karl-Heinz
    5. Januar 2017

    @Steffmann

    Ich hoffe, du weißt was ein galaktisches Halo ist.

    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Halo_(Astronomie)

  77. #77 Steffmann
    5. Januar 2017

    @Alderamin:

    Ockham’s Razor. Das Nahestliegendste in diesem Fall ist das Messbare. Neutrinos wurden nachgewiesen, erklären das Phänomen aber nicht hinreichend. Aber sie sind der beste Kandidat. Möglicherweise hatten sie während der Inflationsphase eine andere Masse. Vielleicht haben Supernovae oder Riesen eine andere Art-Emittierung von Neutrinos. Für mich bleiben die kleinen Scheißer der plausibilste Erklärungsansatz, sorry.

  78. #78 Karl-Heinz
    5. Januar 2017

    @Steffmann

    Ich kenne nur die Neutrinooszillation

    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Neutrinooszillation

  79. #79 Steffmann
    5. Januar 2017

    @Karl-Heinz:

    Ich hoffe, du weißt was ein galaktisches Halo ist

    Lieber KH, ich habe so manche astronomische Diskussionen hier auf AS bestritten. Und ja, Du hast Recht, sehr oft habe ich mich blamiert. Als Laie, der ich bin. Aber lieber Karl-Heinz, du kannst mir glauben, Grundkenntnisse in Kosmologie brauchst Du mir nicht mehr zu vermitteln. Entweder hast du meine Argumentation nicht verstanden, oder Du wolltest mir mal so beiläufig ans Bein pinkeln.

  80. #80 Steffmann
    5. Januar 2017

    Uihh, Wiki kann er auch

  81. #81 Steffmann
    5. Januar 2017

    @KH:

    Ich will nicht streiten. Wenn Du ein Problem mit meiner Argrumentation hast, dann formuliere das bitte aus. Den Wiki-Scheiß kann man einmal machen, beim zweiten Mal wird es eher peinlich für dich.

  82. #82 Karl-Heinz
    5. Januar 2017

    @Steffmann

    Ich vermute dass die leichten Neutrinos zu schnell sind und deswegen kein Halo bilden können. So weit mir bekannt ist befindet sich die meiste dunkle Materie in sogenannte Halos.
    Ich kann mich natürlich auch irren, da ich nicht vom Fach bin.

  83. #83 Steffmann
    5. Januar 2017

    @KH:

    Nein, das stimmt natürlich schon. Aber das heisst nicht, dass diese Halos nicht aus Neutrinos bestehen. Geht man von einer Inflationsphase des Universums aus, würde das sogar mathematisch Sinn machen.

  84. #84 Steffmann
    5. Januar 2017

    Siehe hierzu auch aus folgendem link:

    https://www.physik.uni-mainz.de/exakt/neutrino/de_einfuehrung.html

    Nach der Urknalltheorie gibt es im Universum eine riesige Anzahl an Neutrinos, ähnlich zu den Photonen der sogenannten kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die man bereits vor über 30 Jahren entdeckt hatte. Das Verhältnis dieser verbliebenen Neutrinos zur Zahl der Atome beträgt etwa eine Milliarde zu eins, daher sind selbst sehr kleine Neutrinomassen von großer Bedeutung. Aus verschiedenen Beobachtungen heraus wissen wir, dass eine sehr große Menge an nicht sichtbarer, sogenannter dunkler Materie mehr zur Gesamtmasse im Universum beträgt als alle Sterne zusammen, sogar mehr als alle Atome im ganzen Universum. Für die noch immer offenen Fragen der Strukturbildung und der Evolution des Universums ist es sehr interessant zu wissen, ob Neutrinos signifikant zu dieser dunklen Materie beitragen oder nicht. Auch die Antwort darauf macht eine Sensitivität auf Neutrinomassen 1 eV/c² notwendig.

  85. #85 Captain E.
    5. Januar 2017

    Der Streit kommt mir wenig zielführend vor. Nun, so wir ich das sehe, zeigen uns die Neutrinos folgendes:

    Es gibt Teilchen im Universum, die nur über Gravitation und schwache Wechselwirkung mit anderer Materie interagieren, nicht aber über Elektromagnetismus oder starke Wechselwirkung. Darüber brauchen wir also nicht zu diskutieren.

    Nach allen bislang durchgeführten Untersuchungen und Abschätzungen sind die heute bekannten Neutrinos zu leicht und zu selten, um alleine die Dunkle Materie zu erklären. Alternative Erklräungen sind also:

    1. Es gibt erheblich mehr von ihnen als bislang geschätzt.
    2. Die Masse von zumindest einigen ist erheblich höher als gedacht.
    3. Es gibt noch ganz andere Teilchen im Universum, die in ihren Eigenschaften den Neutrinos zwar ähneln, aber schwerer bzw. zahlreicher sind. Die würde man bei nachgewiesener Existenz aber vermutlich nicht “Neutrinos” nennen.

  86. #86 Karl-Heinz
    5. Januar 2017

    KATRIN wird die früheren gleichartigen Experimente in Mainz und Troizk um eine Größenordnung übertreffen; diese hatten für die Masse der Neutrino eine Obergrenze von 2,1 eV geliefert.
    https://de.m.wikipedia.org/wiki/KATRIN

  87. #87 Karl-Heinz
    5. Januar 2017

    @Captain E.

    Mir persönlich ist es ziemlich egal, woraus die Dunkle Materie besteht. Ich weiß auch nicht warum Steffmann so überreagiert. Von meiner Seite ist es eigentlich kein Streit.

  88. #88 Metalgeorge
    Möglingen
    5. Januar 2017

    Dunkle Materie

    Wenn ich nun alles richtig verstanden habe, ist der Nachweis der DM
    nur auf dem Umweg des “Fehlverhaltens” von ca 10-20% des sichtbaren (messbaren)
    Universums zu erbringen.
    Rotationsgeschwindigkeit von Sternen um Galaxiezentren.
    … von Galaxien um…
    Dies wiederum basiert auf Vorhersagen zu Theorien zur gravitativen Wechselwirkung.
    (spezielle Relativitätstheorie. ..)
    Soviel ich weiss ist sie die einzige der elementaren Kräfte, die über sehr weite Entfernungen wirkt.
    Ist denn die Gravitation als solche bereits so gut verstanden, dass man hier Fehler ausschließen
    kann ? (Neue Erkenntnisse aus LIGO ..?).
    Noch nicht so lange her, kam ja die Entdeckung der “Dunklen Energie” (beschleunigte Expansion usw.)
    hinzu.

  89. #89 Alderamin
    5. Januar 2017

    @Karl-Heinz

    Fliegengewicht Neutrino ist kein WIMP

    Stimmt, sie sind zwar Dunkle Materie und wechselwirken schwach, sind aber nicht massiv. Es sind gewissermaßen nur “WIPs”. Das hatte ich nicht bedacht.

  90. #90 Karl-Heinz
    5. Januar 2017

    @Alderamin
    Danke für Feedback.

  91. #91 Alderamin
    5. Januar 2017

    @Steffmann

    Neutrinos wurden nachgewiesen, erklären das Phänomen aber nicht hinreichend. Aber sie sind der beste Kandidat.

    Das ist doch schon ein Widerspruch. Es kann ein Teilchen nicht Kandidat sein, wenn es die Beobachtungen nicht hinreichend erklärt. Die bekannten Neutrinos machen weniger als 2% der Gesamtmasse des Universums aus. Ausgenommen es gäbe noch eine neue Neutrinoart mit wesentlich mehr Masse, die noch nicht beobachtet wurde. Genau das wären die sterilen Neutrinos (ups, da steht, dass diese nicht einmal schwach wechselwirken, also auch keine WIMPs wären). Andere Neutrinoarten werden m.W.n. nicht diskutiert.

    Möglicherweise hatten sie während der Inflationsphase eine andere Masse.

    Die Inflation und die heutige beschleunigte Expansion haben doch mit der Dunklen Energie zu tun (höchstvermutlich eine Vakuumenergie, die mit dem Higgs-Feld zu tun hat), nicht mit der Dunklen Materie, die genau das Gegenteil bewirkt. Während der Inflation gab es nach der Urknalltheorie noch gar keine Teilchen, die entstanden erst aus der Strahlung, die nach dem Enden der Inflation (“Re-heating”) aus der frei gewordenen Vakuumenergie entstanden.

    Vielleicht haben Supernovae oder Riesen eine andere Art-Emittierung von Neutrinos.

    Die Fusionsprozesse in den Kernen von Sternen sind gut verstanden. Ich habe noch nirgends davon gehört, dass dabei mehr als die drei bekannten Neutrinoarten entstehen. Da interagieren ja immer die gleichen Quark-Arten miteinander, egal wie groß das Atomgewicht der Kerne ist.

    @Karl-Heinz

    Mir persönlich ist es ziemlich egal, woraus die Dunkle Materie besteht. Ich weiß auch nicht warum Steffmann so überreagiert. Von meiner Seite ist es eigentlich kein Streit.

    Verstehe ich auch nicht. Wenn gewöhnliche Neutrinos Kandidaten für die Dunkle Materie wären, würde man nicht nach weiteren suchen.

  92. #92 Dampier
    5. Januar 2017

    An dem Schaubild gefällt mir besonders gut, dass es offenbar von Hand aquarelliert wurde. Sehr hübsch (leider z. T. luschig gephotoshopt).

    @alle: schöne Diskussion. Ich schließe mich @ Withold Ch. (#25) an.

    Solche feinen Diskussionen sind mit ein Grund, weshalb ich auch im 2017 diesen Blog lesen werde