Hubble und der Urknall

Wissenschaft Astronomie
#1

Hallo liebe Astronomen,

ich habe ein Logik-Problem. Hubble hat jetzt Galaxien entdeckt, die „einen Steinwurf weit“ vom Urknall enfernt sind.
Wie kann das sein?
Meine Überlegung:
wenn die Urknalltheorie stimmt (und vieles spricht dafür) dann ist unser gesamtes Universum damals vor ca. 13 -14 Milliarden Jahren entstanden - auch unsere Materie, aus der später das Sonnensystem entanden ist. Nun bewegt sich seit dem alles vom Ausgangsüunkt weg. Und das Licht mit noch höherer Geschwindigkeit. Soll heißen, das Licht der Urgalaxien ist schon lange an uns vorbei in der Unendlichkeit verschwunden. Wie kann ich dann etwas sehen, was schon lange vor uns war?
Es ist verständlich, dass das Licht anderer Galaxien(meinetwegen Andromeda) bei uns erst nach einer „Laufzeit“ von 1,5 Millionen Jahren bei uns ankommt. Das ist auch ganz gut zu erklären. Doch ist das Licht, das an uns schon vorbei ist, unwiederruflich weg. Also das Licht, das unsere Väter vor 50 Jahren von Andromeda gesehen haben, ist unwiderruflich an uns vorbei. Das sehen in xxx Jahren die Bewohner einer anderen Galaxie, die „hinter“ uns sich bewegen.
Das ist nun mein Überlegungsproblem: ein licht, das vor 13 Milliarden Jahren ausgestrahlt wurde und in die gleiche Richtung wie wir sich bewegt, ist in dem Augenblick für uns Vergangenheit, in dem es an uns vorbei ist. Die einzige Lösung dieses Problemes sehe ich nur darin, dass diejenigen Recht haben, die sagen, das Universum ist eine Kugel und das Licht folgt dieser Krümmung. Dann würde nach dieser Theorie irgend wann das Licht wieder am Ausganspunkt ankommen.
Wer weiß rat?
Grüße
Raimund

#2

Hallo,

wenn die Urknalltheorie stimmt (und vieles spricht dafür) dann
ist unser gesamtes Universum damals vor ca. 13 -14 Milliarden
Jahren entstanden - auch unsere Materie, aus der später das
Sonnensystem entanden ist. Nun bewegt sich seit dem alles vom
Ausgangsüunkt weg.

der Urknall ist _keine_ Explosion! Daher gibt es kein Zentrum.

Die einzelnen Objekte (Sterne, Galaxien, Galaxienhaufen) /bewegen/ sich nicht voneinander weg, sondern der Raum zwischen ihnen dehnt sich aus. Das übliche Bild sind auf einem Luftballon, der gerade aufgeblasen wird, aufgemalte Punkte.

–
PHvL

#3

Hallo Philipüp,
schönes Anschauungsmodel.
das würde also dann heißen, dass das Licht sich in Wirklichkeit nicht bewegt, sondern nur die Entfernung davon sich verändert?
Verschwinden kann das nicht ja nicht. Dagegen spricht ja das Energieerhaltungsgesetz.
nehmen wir also an, wir befindennuns auf dieser Luftballongoberfläche, der dauernd aufgepumpt wird. Wo auf dem Ballon befindet sich nun das Licht, das 13 Mill. Jahre alt ist?
Grüße
Raimund

#4

Hallo Raimund,

schönes Anschauungsmodel.
das würde also dann heißen, dass das Licht sich in
Wirklichkeit nicht bewegt, sondern nur die Entfernung davon
sich verändert?

Nein, stell dir auf dem Ballon eine A-Meise vor, welche von einem Punkt zum anderen laufen will.
Sagen wir mal die beiden Punkte sind am Anfang 1 cm auseinander. Nun krabbelt die A-Meise los und du bläst gleichzeitig den Ballon auf.
Nachdem die A-Meise 1 cm weit gekrabbelt ist, befindet sie sich aber nicht am Ziel. Allerdings ist sie auch mehr als 1 cm von ihrem Ausgangspunkt entfernt.

Wo auf dem Ballon befindet sich nun das Licht, das 13 Mill. Jahre alt
ist?

Das Licht befindet sich nun bei uns, sonst könnten wir es ja gar nicht sehen.

MfG Peter(TOO)

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#5

Hallo,

das würde also dann heißen, dass das Licht sich in
Wirklichkeit nicht bewegt, sondern nur die Entfernung davon
sich verändert?

doch, das Licht legt in einem Jahr genau die Entfernung von einem Lichtjahr zurück. Allerdings hat sich die ursprüngliche Entfernung seit Aussendung des Lichtes vergrößert.

nehmen wir also an, wir befindennuns auf dieser
Luftballongoberfläche, der dauernd aufgepumpt wird. Wo auf dem
Ballon befindet sich nun das Licht, das 13 Mill. Jahre alt
ist?

Wenn wir es detektieren befindet es sich natürlich bei uns. Gleichzeitig mit der Aussendung (wobei gleichzeitig in diesem Zusammenhang ein schwieriger Begriff ist) des Lichtsignals waren „wir“ aber nicht 13*10^6lj von dem Ereignis entfernt.

Je weiter weg, die beobachteten Objekte liegen, desto weiter liegen die beobachteten Ereignisse in der Vergangenheit.

–
PHvL

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#6

Hallo Peter,
das ist schon klar, dass das Licht bei uns ist.
Nur: das Universum dehnt sich ja nicht mit Überlichtgeschwindigkeit , nicht mal mit Lichtgeschwindigkeit aus. Also müsste das Licht(zeitpunkt) doch schon lange weit, weit weg sein.
Grüße
Raimund

#7

Hallo Raimund,

das ist schon klar, dass das Licht bei uns ist.

Nur: das Universum dehnt sich ja nicht mit
Überlichtgeschwindigkeit , nicht mal mit Lichtgeschwindigkeit
aus. Also müsste das Licht(zeitpunkt) doch schon lange weit,
weit weg sein.

Wenn sich unser Universum mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnen würde, könnte ins das Licht ja eigentlich gar nie erreichen…

Bei einer Ausdehnungsgeschwindigkeit mit genau Lichtgeschwindigkeit zwischen 2 Punkten käme das Licht nicht vom Fleck und würde das Ziel auch nie erreichen.

Eine Frage wurde hier allerdings noch nicht angeschnitten:

Wie konstant ist die Lichtgeschwindigkeit ?

Geschwindigkeit wird definiert als zurückgelegte Wegstrecke pro Zeiteinhet.Wie wir wissen ist aber die Zeit abhängig von der Gravitation, mit zunehmender Gravitation wird die Zeit langsamer.
Da ja scheinbar schon kurz nach dem Urknall die ganze Masse des Universums vorhanden war müsste dazumal die Zeit eigentlich langsamer gelaufen sein. Allerdings merkt das keiner, da man, um das feststellen zu können, eine Referenz ausserhalb unseres Universums haben müsste…

MfG Peter(TOO)

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#8

Hallo,

Wenn sich unser Universum mit Überlichtgeschwindigkeit
ausdehnen würde, könnte ins das Licht ja eigentlich gar nie
erreichen…

die Rate der kosmischen Expansion (Entfernungsänderung/Zeit) ist nicht durch c beschränkt. Je weiter ein Objekt von uns entfernt ist, desto höher ist diese Rate, erreicht die Rate c, können wir das Objekt nicht mehr beobachten, da das Licht uns nicht mehr erreicht bzw. schon vorher soweit rotverschoben ist, dass es nicht mehr detektierbar ist.

Geschwindigkeit wird definiert als zurückgelegte Wegstrecke
pro Zeiteinhet.

Diese Definition funktioniert nur in Inertialsystemen (im Allgemeinen also nur punktuell).

Die Rate, mit der sich ein Objekt aufgrund der kosmologischen Expansion von uns entfernt ist keine Geschwindigkeit im eigentlichen Sinn. In gekrümmten Raumen kann man nämlich Geschwindigkeiten von Objekten nur vergleichen, wenn sie sich am selben Punkt befinden.

–
PHvL

#9

Hi,

Wer weiß rat?

Na wer schon? bevor die wieder alle nach dem Urknallprofi und Genie brüllen, komme ich lieber gleich in guter Vorausahnung.
Es ist das Verständnis um Zeit, was da eine Rolle spielt.
Guggst du hier:
http://kds-nano.dyndns.biz/physik-live/physik/Zeitbe…
http://kds-nano.dyndns.biz/physik-live/physik/urknal…
Die Lichtlaufzeit tut dem nichts ab. Auch die passt da wunderbar rein.

Gruß
Frank

#10

Hi,

Die einzelnen Objekte (Sterne, Galaxien, Galaxienhaufen)
/bewegen/ sich nicht voneinander weg, sondern der Raum
zwischen ihnen dehnt sich aus.

Nach dieser Aussage bist du sicherlich in der Lage, mir von Materie separiertem Raum zu erklären? Oder diese Ausdehnung gar nachzuweisen vor Ort? Oder ist der nicht so homogen, dass er sich nur sehr weeit draussen ausdehnt, hier nicht?

fragend:
Frank

#11

Hallo,

Die einzelnen Objekte (Sterne, Galaxien, Galaxienhaufen)
/bewegen/ sich nicht voneinander weg, sondern der Raum
zwischen ihnen dehnt sich aus.

Nach dieser Aussage bist du sicherlich in der Lage, mir von
Materie separiertem Raum zu erklären?

Das kosmologische Standardmodell, aus dem der Begriff Urknall kommt, beschreibt das Universum auf großen Skalen als homogen und isotrop. Ein Vergleich der Geschwindigkeit zweier Materieteilchen liefert in einem homogenen und isotropen Raum immer 0 als Relativgeschwindigkeit - das meine ich mit „/bewegen/ sich nicht voneinander weg“.

Oder diese Ausdehnung gar nachzuweisen vor Ort?

Nein, da lokale Abstände durch die weitaus größeren lokalen ‚Kräfte‘ bestimmt werden. Eine Galaxie ist also weniger ein Fleck, der auf den Luftballon gemalt ist, als ein Papierschnipsel, das darauf liegt.

Oder ist der nicht so homogen, dass er sich
nur sehr weeit draussen ausdehnt, hier nicht?

Auf den Skalen, auf denen die Materieverteilung homogen ist, ist die Ausdehnung wie durch Hubble entdeckt. Auf kleineren Skalen überwiegen lokale Effekte.

–
PHvL

#12

Hallo Philipp,

wenn Dir Deine Nerven und Deine Zeit lieb sind, laß Dich auf keinen Streit mit Frank ein, das haben schon viele(!) hier versucht.
Er hat, euphemisch gesprochen, eigene Ansichten des Universums und ist recht resistent gegen andere Argumente :wink:

Gandalf

#13

Hallo,

Nur um es nocheinmal zu verdeutlichen (und es wurde ja schon gesagt), es gibt keinen Ausgangspunkt, sondern wir sind im Ausgangspunkt.
Jeder Ort des Universums und auch die Zeit ist beim Urknall mitentstanden.

Es gibt Annahmen, die besagen, daß das Universum eine höhere Ausdehnung hat, als ein Lichtstrahl von Anbeginn der Zeit an durchmessen konnte !
Das geht deshalb, weil zwei „Orte“ (wohlgemerkt: nicht Partikel oder Lichtstrahlen oder irgendwas sonst, sondern die Orte an sich) sich voneinander durchaus mit höherer Geschwindigkeit als „c“ voneinander entfernen können. Dies ist in einer Phase des Urknalls auch passiert, so daß es Orte im Universum gibt, von wo uns nie ein Lichtstrahl erreichen kann.

Der „Luftballon“, auf dem eine Ameise (der Lichtstrahl) laufen kann, wird aufgeblasen. Dabei können sich zwei Punkte auf dem Luftballon, ist er nur groß genug, durchaus schneller voneinander entfernen, als die Ameise rennen kann.

Neuerdings wurde festgestellt, daß die Ausdehnung sich sogar noch beschleunigen wird. Orte, die die Ameise gerade noch erreichen kann, wenn sie nur lange genug rennt, werden für sie bald nicht mehr erreichbar sein, wenn sie mit ihrer Reise noch wartet. Der „Horizont“ rückt also näher. Irgendwann wird der Raum sich vielleicht so schnell ausdehnen, daß auch das Licht der nächsten Sterne nicht mehr zu uns gelangt. Nur bis dahin gibt es wohl keine Sterne mehr.

Gruß
Moriarty

#14

Hallo,

Gandalf ist und bleibt schlecht :smile:

Nach dieser Aussage bist du sicherlich in der Lage, mir von
Materie separiertem Raum zu erklären?

Das kosmologische Standardmodell, aus dem der Begriff Urknall
kommt, beschreibt das Universum auf großen Skalen als homogen
und isotrop. Ein Vergleich der Geschwindigkeit zweier
Materieteilchen liefert in einem homogenen und isotropen Raum
immer 0 als Relativgeschwindigkeit - das meine ich mit
„/bewegen/ sich nicht voneinander weg“.

Urknall ist die Erfindung eines Pfäffleins. Damit lässt sich leider nicht erklären, wann und wie nach dem göttlichen ersten Billardstoss z.B. der Impulserhaltungssatz per Dekret eingeführt wurde.

Oder diese Ausdehnung gar nachzuweisen vor Ort?

Nein, da lokale Abstände durch die weitaus größeren lokalen
‚Kräfte‘ bestimmt werden. Eine Galaxie ist also weniger ein
Fleck, der auf den Luftballon gemalt ist, als ein
Papierschnipsel, das darauf liegt.

Läßt sich diese Aussage wenigstens logisch belegen? IMHO ist das eine mühseelige Behauptung, mit welcher man verkrampft versucht, das alles zu deuten.

Oder ist der nicht so homogen, dass er sich
nur sehr weeit draussen ausdehnt, hier nicht?

Auf den Skalen, auf denen die Materieverteilung homogen ist,
ist die Ausdehnung wie durch Hubble entdeckt. Auf kleineren
Skalen überwiegen lokale Effekte.

Ja eben, wieso? Versuchen wir mal Gravitation als „Druck des Raumes“, also repulsiv wirkenden Impuls zu verstehen. Was ist da in kleinen Massstäben anders als in großen?

Gruß
Frank

#15

Hallo,

Gandalf ist und bleibt schlecht :smile:

meinst du Mithrandir (dann bist du im falschen Brett) oder den gleichnamigen Forumsteilnehmer, der durchaus berechtigt feststellte, dass du eine leichte Neigung hast, die Begründung von Aussagen anderer Leute zu ignorieren?

Das kosmologische Standardmodell, aus dem der Begriff Urknall
kommt, beschreibt das Universum auf großen Skalen als homogen
und isotrop. Ein Vergleich der Geschwindigkeit zweier
Materieteilchen liefert in einem homogenen und isotropen Raum
immer 0 als Relativgeschwindigkeit - das meine ich mit
„/bewegen/ sich nicht voneinander weg“.

Urknall ist die Erfindung eines Pfäffleins.

Urknall ist die etwas unglückliche Bezeichnung einer mathematischen Eigenschaft, die homogene und isotrope Lösungen der Einstein-Feldgleichungen haben.

Da diese Lösungen recht gut auf unser Universum passen, neigen Physiker dazu, die im Zusammenhang mit diesem mathematischen Objekt auftretende Grenze des Zutreffens des momentan besten Modells ebenso zu bezeichnen.

Damit lässt sich leider nicht erklären, wann und wie nach dem
göttlichen ersten Billardstoss z.B. der Impulserhaltungssatz per
Dekret eingeführt wurde.

In der Tat kann (und will) die Physik nicht erklären, warum die Welt so ist, wie sie ist, und warum gewisse Annahmen zur Beschreibung eben jener Welt so erfolgreich sind.

Allerdings ist die Vorstellung die Welt sei in guter Näherung deterministisch und gehorche einem Hamiltonschen Prinzip (d.i. Minimierung eines Energiefunktionals) unter der zusätzlichen Homogenitäts- und Isotropie-Annahme – so hanebüchen letztere zunächst erscheinen mag – IMHO weniger willkürlich und unbegründet, als die Annahme, das Universum sei durch ein höheres Wesen, das uns sehr ähnlich ist, aus einem Superuniversum erschaffen worden, zumal damit ja nur die Frage aus diesem Universum in das übergeordnete verschoben wird.

Nein, da lokale Abstände durch die weitaus größeren lokalen
‚Kräfte‘ bestimmt werden.

Läßt sich diese Aussage wenigstens logisch belegen?

Habe ich – durch Analogiebildung mit den Papierschnipseln, die im Gegensatz zu dem Fleck nicht zerreißen.

–
PHvL

#16

Hi, abschliessend dazu,

Urknall ist die Erfindung eines Pfäffleins.

Urknall ist die etwas unglückliche Bezeichnung einer
mathematischen Eigenschaft, die homogene und isotrope Lösungen
der Einstein-Feldgleichungen haben.

Da diese Lösungen recht gut auf unser Universum passen, neigen
Physiker dazu, die im Zusammenhang mit diesem mathematischen
Objekt auftretende Grenze des Zutreffens des momentan besten
Modells ebenso zu bezeichnen.

Zum Verständnis: ich betrachte das aus philosophischem Blickwinkel materialistisch-dialektisch. Leider haben Physiker gerade davon 0 Ahnung. Mach dir den Spass und lass dir mal meinen Zeitbegriff durch den Kopf gehen. Ich weiss sehr sicher, dass ich damit recht habe - das hat gravierende Auswirkungen: http://kds-nano.dyndns.biz/physik-live/physik/Zeitbe…
Z.B. wissen wohl die wenigsten Physiker, dass man mit formaler Logik rein garnichts beweisen kann, nur, was im Zusammenhang mit unbewegten Objekten steht. Das ist tatsächlich so.

schönes WE
Frank

#17

Hui endlich auch mal jemand der wie ich über die Zeit (Zeit - keine Konstante) denkt :smile:
Ich finde das zu viele Physiker zuviel Philosophisch denken und zu wenig Logik einbringen. Es gibt zu oft eine Lösung aber sie erkennen den Weg nicht, anstelle eines nicht löstbar wird hier immer irgend etwas rein Interpretiert. Ein momentan nicht lösbar wollen sie nicht wahr haben.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#18

Ihr habt vergessen wenn ihr die Zeit gleich lässt, kann sich das Licht aber nur in einer bestimmten Geschwindichkait fortbewegen.
Wenn sich die Erde mit 1km/h durch das Weltall bewegt und ich mit einer Taschenlampe leuchte, hat dann das Licht nicht Lichtgeweindichkeit+1Km/h sondern auch imemr nur Lichtgeschwindichkeit :smile:
Die Logik mit den Luftballon ist also totaller Humbug :smile:

also es ist so das sich das universum anfangs unvorstellbar schnell ausgedehnt hat. Frag bitte nicht wie es das konnte. Es war nun für das Universum schön viel Platz da um Materie zu bilden, einige Materie bildete sich unmittelbar nach den Urknall. Als die Materia da war dehte es sich nur noch in einer Gescheindichkeit aus, die wir kennen. Als sich Galaxien formten waren die zum Teil nun schon so weit weg das deren Licht solange braucht um hier einzutreffen.

#19

Währe danna ber eien annhame das bei abnahme der Schwingung der Materie, die Zeit kleiner wird, die ausdehnung würde hier aber nur in der realtion eines externen betrachters der in unserer Zeit misst schneller werden, welche Zeit natürlich nirgends mehr gegeben ist.
Logisch oder? *smiles*

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#20

Zu Lichtgeschwindigkeit
hallo Zoomi,
C ist immer gleich C (Vermutliche Ausname: extrteme Schwerkraft, z.B. „schwarzes Loch“).
doch kommt es auf den Blickwinkel an.
Auf Punkt A ist der Beobachter. Punkt A bewegt sich mit sagen wir mal 1/2 C von Punkt B weg. Von Punkt B, der stationär ist, als sich nicht bewegt, wird ein Lichtstrahl in die entgegengesetzte Richtung von A gesandt. Dann addiert sich die vermeintliche Geschwindigkeit von C für den Beobachte um c + (C x 0,5). Dadurch bewegt sich C natürlich in Wirklichkeit nicht schneller als zuvor. Nuir für den Beobachter sieht es so aus.
Ein Überlegungsfehler ist allerdings, wenn jemand glaubt, dass C höher wird, wenn das Licht von unserem Punkt an in die gleiche Bewegungsrichtung wie er selbt abgeschicht wird. C wird desswegen nicht C + (C x 0,5) annehmen.
Deswegen dürfte auch die These, dass das Universum unmittelbar nach dem Urknall sich schneller als C ausgedehnt hat, nicht möglich sein.
Allerdings habe ich mal gelesen, dass es Hinweise gibt, dass es entgegen der Einstein´schen Theorie Geschwindigkeiten geben muss, die höher sind als C. Wie weit die Erforschung dieser Vermutung ist, weiss ich nicht, ich habe das nicht verfolgt.

Grüße
Raimund