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Warum dehnt sich das Universum aus?

Thema erstellt von Harry 2102 
Beiträge: 5, Mitglied seit 8 Jahren
Hallo allerseits!

Ich habe ein kleines Verständnisproblem mit der Ausdehnung des Universums.
Diese Ausdehnung wird ja mit der Beobachtung von verschieden weit von uns entfernten Sternen (Lichtquellen) und der damit verbundenen Rotverschiebung des Lichts begründet. (je weiter eine Lichtquelle im All entfernt ist, desto mehr ist ihr Licht ins "Rote" verschoben)
Als Beispiel : Stern 1 ist 5 Millionen Lichtjahre entfernt - Stern 2 ist 10 Millionen Lichtjahre entfernt.
-> würde heißen : Das Licht von Stern 2 hätte eine höhere Rotverschiebung als das Licht von Stern 1.
Jetzt mein Gedanke : Stern 2 entfernt sich zwar scheinbar mit einer höheren Geschwindigkeit als Stern 1, aber zwischen den beiden Beobachtungen (Messungen) liegen ja 5 Millionen Jahre! Also nimmt die Ausdehnung doch scheinbar ab!?
Wo ist mein Denkfehler???
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Beiträge: 726, Mitglied seit 2 Jahren
Hallo Harry 2012,

Ich habe offenbar parallel gerade den Beitrag Nr. 2264-830 verfasst. Schau einmal unter meiner Fundstelle „Rätsel“ nach. Da findest du Hinweise. Die Rotverschiebung sagt wohl lediglich, dass da etwas was sich ausdehnt, nicht aber etwas über die Entfernungen. Und hierfür gibt es nun 2 Messansätze, die beide richtig erscheinen, einer betrifft die Galaxien, die andere die kosmologische Hintergrundstrahlung.

M.E. ist bei der Rotverchiebung bisher die gravitative Komponente zu wenig berücksichtigt worden, was sich jetzt womöglich rächt.

Kirsche
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Die Vergangenheit ist über die Gegenwart verbrauchte Zukunft.
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Beiträge: 1.390, Mitglied seit 11 Jahren
Hallo Harry 2012,

ich kann in Deinen Überlegungen eigentlich keinen Denkfehler erkennen.
Wenn man feststellt, dass ein 10 Millionen Jahre alter Stern sich schneller von uns entfernt als ein 5 Millionen Jahre alter Stern, müsste man eigentlich folgern, dass sich die Ausdehnung des Universums verlangsamt. Diese Folgerung ist zwingend, denn man sieht den Stern1 nach der allgemeinsprachlichen Vorstellung zu einem späteren Zeitpunkt als Stern 2.
Anders sieht die Sache jedoch aus, wenn man den von mir für die SRT definierten Begriff der Gleichzeitigkeit zugrunde legt. Danach sind solche Ereignisse gleichzeitig, deren Wahrnehmung durch die Lichtgeschwindigkeit vermittelt wird. Lichtartige Vektoren haben in Raumzeitmodellen den Betrag Null. Wir nehmen daher die Sterne 1 und 2 Im Sinne der SRT gleichzeitig wahr, denn diese Wahrnehmung wird durch das Licht vermittelt.
Man könnte es auch noch anders formulieren. Gleichzeitig im Sinne der SRT erfolgen alle Ereignisse, die wir gleichzeitig wahrnehmen. Dabei folgt diese Gleichzeitigkeit letztlich aus der Vorstellung, dass die Lichtgeschwindigkeit die absolute Grundlage der SRT bildet.
Dass es diese Absolutheit in der Realität nicht gibt, weil wir alles mit zeitlicher Verzögerung wahrnehmen, lassen wir jetzt mal unberücksichtigt.

MfG
Harti
Signatur:
Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
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Claus (Moderator)
Beiträge: 2.061, Mitglied seit 13 Jahren
Harti schrieb in Beitrag Nr. 2320-3:
Diese Folgerung ist zwingend, ...

Nicht ganz...

In deiner unmittelbaren Nähe mögen sich zwei blaue Sterne befinden. Einer davon möge jetzt "starten" und sich von nun an von dir mit konstanter Geschwindigkeit entfernen. Der andere möge sich ebenfalls von dir entfernen, aber seine Geschwindigkeit gegenüber dir möge sich laufend vergrößern.

Den ersten Stern siehst du dann mit einer konstanten Frequenzverschiebung weiter leuchten. Sagen wir, du siehst ihn nicht mehr blau, sondern grün.

Beim zweiten Stern wirst du eine laufend abnehmende Frequenz des abgestrahlten Lichts beobachten. Er wird dir zunächst grün, dann gelb und rot erscheinen. Schließlich, nachdem seine Frequenz über Infrarot und das Radiospektrum so langsam gegen null läuft, wirst du ihn nicht mehr sehen können.
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Beiträge: 1.390, Mitglied seit 11 Jahren
Hallo Claus,
schön dass Du mich und ein mit mir verbundenes Bezugssystem zur Bestimmung von Entfernung und Alter der beiden Sterne machst, Da der Urknall überall statt gefunden haben kann, kann ich natürlich auch als Mittelpunkt des Universums und Ausgangspunkt des Urknalls angenommen werden. Hab mich eigentlich auch schon immer so gefühlt und möglicherweise ist dies ja auch eine (die einzige ?) praktische, nicht nur theoretische Möglichkeit sich in den unbegrenzten Weiten des Universum zu verorten.

Genieße den Tag
Harti
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Claus (Moderator)
Beiträge: 2.061, Mitglied seit 13 Jahren
Schönen Sonntag, Harti und auch Harry 2102,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2320-5:
Genieße den Tag

Habt ihr heute auch so schönes Sonnenwetter, wie hier heute im Gegensatz zu gestern?

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2320-5:
schön dass Du mich und ein mit mir verbundenes Bezugssystem zur Bestimmung von Entfernung und Alter der beiden Sterne machst,

Das mache ja nicht ich, sondern der, der die beiden Sterne beobachtet. Also Harry 2012 oder du. ;-)


Harti schrieb in Beitrag Nr. 2320-5:
Da der Urknall überall statt gefunden haben kann, kann ich natürlich auch als Mittelpunkt des Universums und Ausgangspunkt des Urknalls angenommen werden.

Er kann nicht nur überall stattgefunden haben, wahrscheinlich hat er überall stattgefunden (wenn z.B. das Ballonmodell oder ein ähnliches Modell zutrifft). Das wäre dann in der Tat eine

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2320-5:
...praktische, nicht nur theoretische Möglichkeit...

in der die die Beobachtung mit der Realität übereinstimmen würde.

Harry 2102 schrieb in Beitrag Nr. 2320-1:
Wo ist mein Denkfehler???

Folgende Möglichkeit eines Denkfehlers gäbe es m.E.:

a) Man nimmt an, die Sterne hätten zu jedem betrachteten "Zeitpunkt" des Sternenlebens eine bestimmte "Geschwindigkeit", die mit einer beschleunigten Expansion des Universums korreliert. Daraus würde man folgern, dass ein Stern, den man in einem "früheren" Stadium seines Lebens betrachtet, eine geringere Geschwindigkeit haben muss, als derselbe Stern in einem späteren Stadium seines Lebens.

Der Fehler bei dieser Annahme liegt darin, dass die (z.B. anhand der Spektralfarbe des Sterns) gemessene "Geschwindigkeit" keine Eigenschaft des Sterns ist, sondern eine Beziehung zwischen Stern und Beobachter. Man misst also nicht die "Geschwindigkeit des Sterns", sondern vielmehr die "Relativgeschwindigkeit zwischen Stern und Beobachter". Und diese Messung erfolgt auch nicht zu einem bestimmten Zeitpunkt des Sternlebens, sondern zu einem Zeitpunkt des Beobachters.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Claus am 12.05.2019 um 10:03 Uhr.
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Beiträge: 726, Mitglied seit 2 Jahren
Hallo Claus,

den von Henry 2012 vermuteten Denkfehler hast du m.E. sehr gut erklärt, seine Frage „Warum dehnt sich das Universum aus?“ dagegen nicht. Diese Frage muss derzeit völlig offen bleiben.

Das Ballonmodell mit den Galaxien nur auf seiner Oberfläche setzt diverse Dinge, wie eine Inflation unmittelbar nach dem Urknall, so einfach voraus, deren Ursache aber ebenso unbekannt ist, wie das spätere Auftauchen von ebenso unbekannten Phänomenen wie Dunkle Materie und Dunkle Energie. Zudem müssen weitere Anfangsbedingungen nach dem Urknall, wie ein leichter Überschuss von Materie gegenüber Antimaterie, fein abgestimmt vorhanden gewesen sein, bleiben aber ebenso ungeklärt. Die Rätsel sind größer als das Wissen.

Für mich als Laie ist es deshalb ein Phänomen, wie man nach jahrelanger Suche nach diesen Rätseln noch immer an lediglich einer einzigen Theorie, nämlich der Ausdehnung eines ebenso imaginären Raumes, den niemand greifen kann, festhalten kann.

Ich glaube nun nicht an ein explosionsartiges Ereignis, den Urknall, sondern an ein ähnliches, aber implosionsartiges Ereignis, einen Urprall, für den sich offenbar neuerdings Indizien zeigen. Dieses widerspricht keiner der gegenwärtig wesentlichen, aber konträren Theorien, sondern ist m.E. in der Lage, beide zu vereinen, worauf es ja wohl irgendwie ankäme, um Fortschritte zu erzielen.

Einstein bleibt trotzdem ein toller Kerl, er würde aber sicher schon, würde er noch leben, über sich hinausdenken. Es ist m.E. lediglich fehlerhaft, seine ART auf das Weltall insgesamt auszudehnen. Gravitation wirkt auf Materie anziehend, darüber hinaus gibt es eben eine derzeit (noch) extrahierend wirkende Kraft, die sich nicht aus der seiner Gravitationstheorie erklären lässt.

Kirsche
Signatur:
Die Vergangenheit ist über die Gegenwart verbrauchte Zukunft.
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Beiträge: 1.347, Mitglied seit 14 Jahren
Harry 2102 schrieb in Beitrag Nr. 2320-1:
...
Jetzt mein Gedanke : Stern 2 entfernt sich zwar scheinbar mit einer höheren Geschwindigkeit als Stern 1, aber zwischen den beiden Beobachtungen (Messungen) liegen ja 5 Millionen Jahre! Also nimmt die Ausdehnung doch scheinbar ab!?
Wo ist mein Denkfehler???
Zur Expansion habe ich schon vor einiger Zeit hier eine Animation hochgeladen.

Rechts unten sieht man das Universum gleichmäßig expandieren. Alle wabenförmigen Bereiche bleiben nach jedem Animationsschritt im gesamten Bild untereinander gleich groß. Keine davon bleibt kleiner oder wird schneller groß als die Anderen.
Wenn man nun mißt wie schnell die Mittelpunkte von 2 direkt benachbarten Waben sich voneinander entfernen - und wie schnell die Mittelpunkte von 2 Waben sich entfernen, zwischen denen 7 andere Waben liegen, (Balken oben) dann erkennt man, daß bei größerem Abstand auch die Ausdehnungsgeschwindigkeit anwächst.
Das ist im Universum ebenfalls zu beobachten. Die universale Expansionsrate (Hubble-Konstante) ist zunächst einmal überall gleich. Aber die Geschwindigkeit mit der sich 2 Punkte voneinander entfernen, hängt von deren Anfangs-Abstand ab.
Was ich eben beschrieb, galt bis 2011. Seitdem weiß man, daß die Expansionsrate (Hubble-Konstante) sich seit etwa 6-7 Milliarden Jahren zusätzlich noch weiter erhöht. Aber vom Prinzip her bleibt es trotzdem bei der Beschreibung, die ich zuerst gab. In meiner Animation müßte ich eben bloß ab der Mitte der abgelaufenen Zeit alle (!) Waben sich ständig noch schneller ausdehnen lassen, damit es mit den Beobachtungen im Universum wieder übereinstimmt.
Signatur:
Es gibt keine Urknall-Singularität.
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