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Aktuelle Ausdehnung des Universums

Thema erstellt von Harti 
Beiträge: 1.642, Mitglied seit 16 Jahren
Hallo allerseits,

der Nobelpreis für Physik ist kürzlich Physikern verliehen worden, die nachgewiesen haben, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt. Was ich daran nicht verstehe ist Folgendes:

Der Blick zu fernen Galaxien ist ein Blick in die Vergangenheit, weil das Licht, je nach Entfernung des betrachteten Objektes, entsprechende Zeit brauchte, um zu uns zu gelangen. Folglich kann man auch nur feststellen, dass das Universum sich in der Vergangenheit beschleunigt ausgedehnt hat. Wie die Situation heute ist, können wir nicht feststellen.

Kann mich jemand aufklären, ob dies richtig ist oder was ich nicht verstanden habe ?

MfG
Harti
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Hallo Harti, ich grüße Dich.
Das Jetzt und Hier, in einer Entfernung von z.B. 5 Milliarden Lichtjahre deuten zu wollen, ist illosorisch, darüber herrscht hoffentlich Einigkeit. Zum beobachten wirklich ferner Galaxien braucht man verlässliche "Fixpunkte", "Leuchtfeuer", die ein Licht aussenden, von dem man auch hier wissen kann, welche Parameter ihm zugrundeliegen. Dazu hat man Supernovae des Typs Ia auserkoren. Ihre Grenzmasse (rd. 1,4 Sonnenmassen) ist überall gleich, eben so wie ihre Leuchtkraft. Ist nun hier "zu Hause" mehr Licht zu messen das von ihnen ankommt, bedeutet das, die Expansionsgeschwindigkeit im Universum hat gegenüber vorher abgenommen. Ist es aber weniger ankommendes Licht, gemessen an "vorher", so nimmt die Expansionsgeschwindigkeit zu. Respektive "hat zugenommen". Gegenwärtig hier gemessen und natürlich in der "sichtbaren" Vergangenheit vor Ort, Milliarden L-J entfernt. Und für den Nachweiß, das es weniger Licht ist, das von den Referenz-Supernovae des Typs Ia zur Zeit hier ankommt, was bedeutet das die Expansion an Tempo zugelegt hat, haben Saul Perlmutter und Adam G. Riess, auch stellvertretend für die Teammitglieder ihrer Forschungsgruppen, den Nobelpreis bekommen. Selbstredend kann man nur messen was hier "zu Hause" und "gegenwärtig" an Daten anfällt. Was sollte man da aufklären können, oder anders herum, was sollte da falsch verstanden werden. Wir wissen doch was es heißt der Lichtgeschwindigkeit zum Opfer zu fallen. Jedenfalls als sterblicher Beobachter mit knapp bemessener Geduld.
Quelle:
http://www.faz.net/aktuell/wissen/nobelpreise-2011/... osmos-11481581.html
(Link bitte komplett in die Browserzeile kopieren)

Mit den besten Grüßen.
Ernst Ellert II.
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Beiträge: 1.642, Mitglied seit 16 Jahren
Hallo Ernst Ellert II,

ich hatte bisher angenommen, dass man aus der Rotverschiebung von Spektrallinien auch eine beschleunigte Expansion des Universums folgern kann. Dem ist aber wohl nicht so, weil man lediglich eine Expansion daraus folgern kann. Aus dem von Dir zitierten Artikel habe ich entnommen, dass mit Hilfe von Supernovae Typ Ia (Standardkerzen) früher lediglich die Entfernung von Himmelsobjekten geschätzt werden konnte, die Nobelpreisträger aber zusätzlich aus der Veränderung der Helligkeit solcher Objekte auch festgestellt haben, dass die Expansion beschleunigt erfolgt.

Dies beantwortet aber eigentlich nicht die von mir gestellte Frage. Hat sich das Universum nach unserer Zeit (Erdenzeit) vor z.B. 6 Milliarden Jahren, beschleunigt ausgedehnt, wenn ich Licht von einem 6 Milliarden Lichtjahre entfernten Objekt betrachte, oder dehnt es sich heute (noch) beschleunigt aus ? Meines Wissens gehen verschiedene Theorien durchaus von sehr verschiedenen Expansionsgeschwindigkeiten (Inflation) in der Geschichte des Universums aus.

Wenn ich Dich richtig verstehe, ist es für Dich selbstverständlich, dass aktuelle Feststellungen über das Universum nur in unserer "näheren" Umgebung gemacht werden können und Beobachtungen über große Distanzen zeitlich den Beschränkungen der Lichtgeschwindigkeit unterliegen, also Aussagen über die Vergangenheit sind.

MfG
Harti

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Harti am 06.11.2011 um 11:40 Uhr.
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Beiträge: 2.939, Mitglied seit 17 Jahren
Harti schrieb in Beitrag Nr. 1848-3:
Hallo Ernst Ellert II,
(...)
Wenn ich Dich richtig verstehe, ist es für Dich selbstverständlich, dass aktuelle Feststellungen über das Universum nur in unserer "näheren" Umgebung gemacht werden können und Beobachtungen über große Distanzen zeitlich den Beschränkungen der Lichtgeschwindigkeit unterliegen, also Aussagen über die Vergangenheit sind.

MfG
Harti

[Nachricht zuletzt bearbeitet von Harti am 06.11.2011 um 11:40 Uhr]
Hallo Harti und guten Abend.
Die von Dir sehr treffend als "nähere" Umgebung bezeichnete Räumlichkeit kann man recht genau deffinieren. Zu ihrer äußeren Grenze gehört die "gegenwärtige" (04.Feb.2011) Entfernung von Voyaager 1 relativ zur Erde. Der Satelit ist ca. 17.367.000.000 km von der Sonne entfernt. Zur Erde also das eine mal 150 Mio Km dazugezählt oder abgezogen. Für unsere Begriffe schon eine gewaltige Entfernung aus der Daten des Sateliten den Weg zu uns finden. Und hier beträgt die Datenlaufzeit allein schon über 16 Stunden. Dazu kommen alle Forschungsmissionen in mehr oder weniger hohen Umlaufbahnen. Und nicht zu letzt das Hubble-Teleskop und seine Nachfolger. Sowie alle Erkenntnisse die die Forscher auf der guten alten Erdoberfläche erarbeiten. Aber wenn ich zum Beispiel lese: >> Die gewaltige Sternenexplosion ereignete sich in nur 21 Millionen Lichtjahren Entfernung – nach kosmischen Maßstäben quasi vor unserer Haustür.<< sind das sofort 21 Millionen Jahre "Vergangenheitsbewältigung" so zu sagen. Am tiefgreifendsten (quasi mein Schlüsselerlebnis) wurde mir das "bewusst" als ich den Crabnebel näher kennenlernte. Der 11. Aril 1054 ist ja nun wirklich nichts, das "astronomisch weit" in der Vergangenheit liegt. Die Römer waren lange wieder zu Hause und hier wartete der Beginn des finsteren Mittelalters auf seine Opfer. Aber vom 11. Aril 1054 gibt es mehrere Quellen die Belegen das ein "neuer hell leuchtender Stern" am Himmel erschienen sei. Zwar 6300 Lichtjahre weit weg (was damals niemand wusste) aber heute lassen sich die Überreste der Nova als Crabnebel im Teleskop bewundern.
Seit dem Verstehen um diese Beobachtungen und Zusammenhänge den Crabnebel betreffend, ist bei mir automatisch "Entfernung" immer auch gleich "Zeit".
Mit den besten Grüßen.
Ernst Ellert. II.
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Ernst Ellert II schrieb in Beitrag Nr. 1848-4:
Abend.
Die von Dir sehr treffend als "nähere" Umgebung bezeichnete Räumlichkeit kann man recht genau deffinieren. Zu ihrer äußeren Grenze gehört die "gegenwärtige" (04.Feb.2011) Entfernung von Voyaager 1 relativ zur Erde. Der Satelit ist ca. 17.367.000.000 km von der Sonne entfernt.

Das ist eine Entfernung, die in astronomischen Masseinheiten dem Schritt einer Fliege in einer Turnhalle entspricht.

Was diese Sonde misst ist 57890 Sekunden = ~16,1 Stunden als Radiosignal zu uns unterwegs.
Ein Ereignis, dass in der gleichen Entfernung stattfindet, aber nicht durch die Sonde, sondern von Teleskopen direkt gesehen wird, ist genau so lange unterwegs (wenn man die Verarbeitungszeit der Elektronik in der Sonde vernachlässigt)

Was bringt uns denn ein Ereignis, dass in dieser kurzen astronomischen Distanz stattfindet, im Verhältnis zum Alter und zu den Ausmaßen des Universums?

Wie sollte man Ereignisse, die sich vor 16 Stunden ereignet haben, mit solchen vergleichen, die vor Mio oder Mrd von Jahren stattfanden?
Die Sonde kann man letztenlich "nur" als einen Aussenposten bezeichnen, der vergleichweise, wenn Du die Erde erforschen wolltest, gerade mal vor Deiner Haustüre steht und das ist sehr grosszügig gerechnet.

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Hans-m am 08.11.2011 um 12:32 Uhr.
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Beiträge: 2.939, Mitglied seit 17 Jahren
Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 1848-5:
(...)
Was diese Sonde misst ist 57890 Sekunden = ~16,1 Stunden als Radiosignal zu uns unterwegs.
Ein Ereignis, dass in der gleichen Entfernung stattfindet, aber nicht durch die Sonde, sondern von Teleskopen direkt gesehen wird, ist genau so lange unterwegs (wenn man die Verarbeitungszeit der Elektronik in der Sonde vernachlässigt)

Was bringt uns denn ein Ereignis, dass in dieser kurzen astronomischen Distanz stattfindet, im Verhältnis zum Alter und zu den Ausmaßen des Universums?
(...)
Hallo Hans, sei gegrüßt.
Das was die beiden Voyager Missionen geleistet haben ist von Teleskopen nicht zu erreichen.
Sieh Dir die Bilder an die sie von unseren äußeren Nachbarplaneten gemacht haben.
Und was es uns bringt, obwohl doch so rel. nah, wird in dem Moment deutlich, in dem Dir klar wird,
das ganz bestimmte Forschungsmissionen auch ganz spezifische Missions-Ziele haben.
Die können sich ergänzen, sind aber nicht austauschbar.
Hubble z.B. sieht Milliarden Lichtjahre "weit" ins Universum und die Voyagers machen Bilder auf ihrer Reise.
Beide Sateliten und das Teleskop jeweils ihren Missionszielen entsprechend.
Wo ist da ein Problem.

Aber darum ging es in meinem Beitrag überhaupt nicht.
Das 16 Lichtstunden keine ultimative Entfernung unter astronomischen Gesichtspunkten sind, ist hier auch jedem klar.
Damit wollte ich nur deutlich machen das bis zu dieser Entfernung von Menschen, das heist von ihren Maschinen, schon Daten gesammelt wurden.
Quasi vor Ort.
Mehr sollte das nicht aussagen.

Der Kern meines Beitrages war der gedankliche Umgang mit den Nachrichten, die man von Ereignissen erhält die weit weg stattfinden.
Ist einem bewusst und sofort präsent das die Laufzeit des Signals auch das "Alter" des beobachteten Objekts oder Vorganges darstellt,
oder trennt man gedanklich beides so lange bis ein Anstoß von Außen die Sichtweise ändert.

Aber das "Bild" von der Fliege in der Turnhalle war ganz toll.
Mit den besten Grüßen.
Ernst Ellert II.
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Ernst Ellert II schrieb in Beitrag Nr. 1848-6:
Das was die beiden Voyager Missionen geleistet haben ist von Teleskopen nicht zu erreichen.
Sieh Dir die Bilder an die sie von unseren äußeren Nachbarplaneten gemacht haben.
Das bestreite ich auch garnicht. Die "Aussenposten", wie ich die Sonden bezeichne, können eine qualitativ bessere Information liefern, als ein Teleskop auf der Erde. Es bringt aber keinerlei Vorteile was das Alter der Ereignisse betrifft, die sie übermitteln.

Selbst wenn es uns gelingen würde, irgend welche Sonden "anzuzapfen", die Aliens in ihrer weit entfernten Galaxie losgeschickt haben, so wären die Signale bereits "veraltet", wenn sie bei uns ankommen.
Jedes Signal, egal ob direkt mit Teleskopen empfangen oder mittelbar durch Sonden aufbereitet und qualitativ verbessert, bleibt ein Signal aus der Vergangenheit.
Und somit kann ich auch nur Rückschlüsse ziehen, auf den Augenblick, als das Signal abgeschickt wurde.
Wie es heute am gleichen Ort aussieht, bleibt Spekulation.

In Bezug auf das Thema hier Aktuelle Ausdehnung des Universums will ich sagen, dass wir noch so viele Sonden, noch so weit ins All schiessen können, die aktuellen Bedingen können wir erst dann erfahren, wenn uns das aktuelle, heute von dort abgesandte Licht erreicht.
Und das dauert bekanntlich etliche Jahre.
Somit sind alle Beobachtungen über die Ausdehnung des Universums längst vergangene und somit veraltete Informationen.
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Harti schrieb in Beitrag Nr. 1848-3:
Hallo Ernst Ellert II,
(...)
Wenn ich Dich richtig verstehe, ist es für Dich selbstverständlich, dass aktuelle Feststellungen über das Universum nur in unserer "näheren" Umgebung gemacht werden können und Beobachtungen über große Distanzen zeitlich den Beschränkungen der Lichtgeschwindigkeit unterliegen, also Aussagen über die Vergangenheit sind.
(...)
Hallo Harti und guten Tag.
Du kannst mir mit einer Auskunft helfen an mir zu arbeiten.
Ist meine Antwort (1848-4) auf Deine Vermutung oben wirklich so wirr und unklar formuliert das sich dem Leser der Sinn nicht erschließt?
Wenn dem so ist habe ich noch viel nachzuholen. :-(
Vielen Dank im Vorraus für Deine Mühe.
Mit den besten Grüßen.
Ernst Ellert II.
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Hallo Ernst Ellert II,
Ernst Ellert II schrieb in Beitrag Nr. 1848-8:
Ist meine Antwort (1848-4) auf Deine Vermutung oben wirklich so wirr und unklar formuliert das sich dem Leser der Sinn nicht erschließt?

nein, hat sich mir doch erschlossen.
Ich bin nur manchmal etwas unnötig (?) vorsichtig in meinen Antworten.

Ich habe inzwischen ein bißchen zu "Beschleunigte Ausdehnung des Universums" gegoogelt.
Klarheit habe ich in Bezug auf meine Ursprungsfrage aber nicht bekommen. Dort ist immer wieder von "Dunkler Energie" die Rede. Vieles klingt hochspekulativ. Hoffentlich ist diese Energie nicht so dunkel, dass man sie nie findet. Besser wäre allerdings, dass man wissenschaftlich Licht ins Dunkel bringt.

MfG
Harti
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Beiträge: 2.307, Mitglied seit 13 Jahren
Harti schrieb in Beitrag Nr. 1848-1:
Hallo allerseits,

der Nobelpreis für Physik ist kürzlich Physikern verliehen worden, die nachgewiesen haben, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt. Was ich daran nicht verstehe ist Folgendes:

Der Blick zu fernen Galaxien ist ein Blick in die Vergangenheit, weil das Licht, je nach Entfernung des betrachteten Objektes, entsprechende Zeit brauchte, um zu uns zu gelangen. Folglich kann man auch nur feststellen, dass das Universum sich in der Vergangenheit beschleunigt ausgedehnt hat. Wie die Situation heute ist, können wir nicht feststellen.

Kann mich jemand aufklären, ob dies richtig ist oder was ich nicht verstanden habe ?

MfG
Harti

Hallo, Harti!

Seit der SRT wissen wir, dass man nicht von einer Gleichzeitigkeit von Ereignissen sprechen kann, folglich:

Die Frage nach einem gemeinsamen „Heute“ des Universums lässt sich nicht beantworten, weil uns dafür niemals die nötigen Informationen zu Verfügung stehen werden, Information braucht immer Zeit, um den Raum zu überwinden. (Aber Achtung, hier haben wir es nicht mit einer Rotverschiebung auf Grund der Eigenbewegung von Objekten zu tun, sondern mit Objekten, die sich MIT der Raumzeit bewegen; die Uhren dort gehen nicht anders als unsere Uhren! Das muss auch so sein, sonst könnten wir nicht auf ein gemeinsames Alter des Alls schließen).

Bzgl. der Expansion des Alls kann man aber so argumentieren: Die Messungen stehen nicht jede für sich allein, sondern sie machen nur im Vergleich Sinn. Und dieser Vergleich sehr vieler Messungen führt zu dem Ergebnis, das das All sich seit rund sechs Milliarden Jahren beschleunigt ausdehnt. Die Daten haben allerdings eine Grenze, was die Zeit der „näheren“ Vergangenheit betrifft. Bis zu einigen einhundert Millionen Lichtjahren überwiegt die Gravitation der einzelnen Galaxien bzw. Galaxienhaufen die Expansion, das heißt, diese Bereiche nehmen nur als Gesamtheit an der Expansion des Universums teil, deshalb messen wir z. B. für die Andromeda, dass sie sich auf uns zu bewegt. Und das heiß, eine Expansion könnten wir für die „nähere“ kosmische Umgebung sowieso nicht feststellen.

Was wir sagen können, ist, dass sich für die Bereiche ab einer Entfernung von einigen hundert Millionen Lichtjahren der Kosmos beschleunigt ausdehnt(e), und es müssten neue Überlegungen her, die zeigen sollten, warum das „Heute“ nicht mehr so sein soll (es könnte ja sein, das die so genannte Dunkle Energie vor ein paar hundert Millionen Jahren ihr Pulver verschossen hat) , dafür gibt es aber keinerlei Anhaltspunkte.

Henry
Signatur:
Herr Oberlehrer

Die Wolken ziehen hin. Sie ziehen auch wieder her.
Der Mensch lebt einmal. Dann nicht mehr.

(Donald Duck)
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Beiträge: 9, Mitglied seit 12 Jahren
Hallo Henry,
sehr interessante Überlegungen.

Ich persönlich hinterfrage häufig Theorien. So zum Beispiel frage ich mich, wie die Helligkeit von Standardkerzen (1a) mit Sicherheit bestimmt werden kann. Wie groß ist die Transmission vom Universum, von der Supernova bis zu uns? Niemand wird behaupten können, dass der Photonenstrom keine Materie (Dunkle Materie ;-)) passiert hat.

Auch habe ich einmal eine interessante Frage gelesen, die da lautet „Wie konstant sind physikalische Konstanten?“

Wie konstant ist die Zeit?

Das Thema von diesem Beitrag war, Aktuelle Ausdehnung des Universums“. Die Ausdehnung lässt sich durch die Hintergrundstrahlung ermitteln, wenn man weiß, wie sie entstanden ist, bzw. welche Frequenz die Hintergrundstrahlung ursprünglich hatte. Berechnungen ergeben, dass die Hintergrundstrahlung vor ca. 13,7 Milliarden Jahren entstanden ist. Das heißt, die Photonen waren 13,7 Milliarden Jahre unterwegs. Zwischenzeitlich ist die Expansion vom Universum weiter vorangeschritten, so dass sich das Universum weiter ausgedehnt hat. Vermutlich beträgt die aktuelle Ausdehnung 42 Milliarden LJ.

http://www.spektrum.de/alias/kosmologie/multiversum...
http://www.spektrum.de/alias/kosmologie/umstrittene...

MfG

Chronist

Beitrag zuletzt bearbeitet von Chronist am 21.01.2012 um 19:23 Uhr.
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