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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Expansion des Weltalls und Lichtgeschwindigkeit


Knut Hacker
09.10.10, 20:02
Ist in diesem Quantenforum auch eine Frage zur Relativitätstheorie beziehungsweise Astrophysik zulässig? Ich probiere es einmal:

Wir können in die ferne Vergangenheit des frühen Universums schauen,da uns Licht erreicht, das bereits vor 13 Milliarden Jahren von den ersten Sternen, die längst nicht mehr bestehen, ausgesandt worden war. Wie ist das mit der Expansion des Weltalls vereinbar?
Dieses dehnt sich mit Überlichtgeschwindigkeit aus, was nicht gegen die Relativitätstheorie verstößt, da nach dieser sich lediglich Gegenstände IM Raum nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können.Im Universum entfernen sich also die Gegenstände aufgrund der Expansion des Weltalls höchstens mit Lichtgeschwindigkeit. Zur Veranschaulichung mag ein Gummiband dienen. Man markiert darauf gewisse Abstände. Wenn man es schnell auseinanderzieht,wächst der Abstand zwischen den Markierungen weniger schnell.
So weit, so gut.
Das Problem ist nun, dass sich das Licht der viele Milliarden Lichtjahre entfernten Sterne schneller als das Innere des Weltraums oder zumindest genauso schnell ausgebreitet hat und daher schon längst an der Position unserer Erde vorbeigerast sein muss oder nicht erst jetzt dort eintreffen kann.Zwar erreicht es nie die Grenze des Alls, weil dieses grenzenlos ist und auch bereits beim Urknall grenzenlos war.Aber im All sind die Entfernungen begrenzt,sodass das Licht die Entfernung von der Position ihrer frühen Lichtquelle bis zu derjenigen unserer heutigen Erde auch bei Berücksichtigung der Expansion des Raumes entweder schon längst zurückgelegt haben müsste (wenn die Expansion in diesem Bereich nicht schneller als die Lichtgeschwindigkeit war) oder sie nie zurück legen kann (wenn die Expansion in diesem Bereich mit Lichtgeschwindigkeit erfolgt ist).

Entsprechendes gilt für die Hintergrundstrahlung.

Kann mir da jemand von Euch weiterhelfen?

Jogi
09.10.10, 22:25
Hi Knut.


Ich versuch's mal, ohne Gewähr auf Vollständigkeit und Richtigkeit.



Wir können in die ferne Vergangenheit des frühen Universums schauen,da uns Licht erreicht, das bereits vor 13 Milliarden Jahren von den ersten Sternen, die längst nicht mehr bestehen, ausgesandt worden war. Wie ist das mit der Expansion des Weltalls vereinbar?
Dieses dehnt sich mit Überlichtgeschwindigkeit aus, was nicht gegen die Relativitätstheorie verstößt, da nach dieser sich lediglich Gegenstände IM Raum nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können.

Das Universum dehnt(e) sich nicht immer und überall mit >c aus.

Aber wenn es nie eine Ausdehnung >c gegeben hätte, wäre unser Nachthimmel strahlend weiß.

Alles, was wir momentan vom Universum "sehen" kann sich im Durchschnitt nicht mit c von uns entfernt haben.


Im Universum entfernen sich also die Gegenstände aufgrund der Expansion des Weltalls höchstens mit Lichtgeschwindigkeit.
Wie gesagt, das gilt nur für den sichtbaren Bereich.



Das Problem ist nun, dass sich das Licht der viele Milliarden Lichtjahre entfernten Sterne schneller als das Innere des Weltraums oder zumindest genauso schnell ausgebreitet hat und daher schon längst an der Position unserer Erde vorbeigerast sein muss oder nicht erst jetzt dort eintreffen kann.
Das mag für Sterne gelten, die schon länger nicht mehr existieren, als ihr Licht zu uns unterwegs war.
Deshalb "sehen" wir nur ganz am Rand des sichtbaren Universums die ältesten Sterne.
Sterne, die (sichtbar) näher bei uns liegen, sind auch entsprechend jünger.
Dennoch können sie bereits erloschen sein, nur eben noch nicht länger, als die Lichtlaufzeit zu uns beträgt (Relativität der Gleichzeitigkeit (http://de.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A4t_der_Gleichzeitigkeit) beachten!).

Entsprechendes gilt für die Hintergrundstrahlung.
Hintergrundstrahlung erreicht uns ja eben gerade vom sichtbaren Rand, da wo aus heutiger Sicht der Urknall immer noch läuft.
Dass diese Strahlung eine Temperatur von ~2,7K aufweist, ist ein Hinweis darauf, dass wir eben immer noch nicht ganz bis in den Urknallbereich schauen können.


Aber es gibt sicher Leute hier im Forum, die dir da noch viel mehr dazu erzählen können.


Gruß Jogi

Bauhof
10.10.10, 10:38
Das Problem ist nun, dass sich das Licht der viele Milliarden Lichtjahre entfernten Sterne schneller als das Innere des Weltraums oder zumindest genauso schnell ausgebreitet hat und daher schon längst an der Position unserer Erde vorbeigerast sein muss oder nicht erst jetzt dort eintreffen kann.Zwar erreicht es nie die Grenze des Alls, weil dieses grenzenlos ist und auch bereits beim Urknall grenzenlos war.Aber im All sind die Entfernungen begrenzt,sodass das Licht die Entfernung von der Position ihrer frühen Lichtquelle bis zu derjenigen unserer heutigen Erde auch bei Berücksichtigung der Expansion des Raumes entweder schon längst zurückgelegt haben müsste (wenn die Expansion in diesem Bereich nicht schneller als die Lichtgeschwindigkeit war) oder sie nie zurück legen kann (wenn die Expansion in diesem Bereich mit Lichtgeschwindigkeit erfolgt ist).

Hallo Knut Hacker,

ob das Licht das Universum umrunden kann oder nicht, hängt von der Größe der Expansionsrate und der Topologie des Unversums ab.

Die Expansionsrate scheinen wir inzwischen genau zu kennen, aber die Topologie des Universums ist noch unbekannt. Dass das Universum "flach" ist, scheinen wir auch zu wissen. Aber wir wissen nicht, ob die globale Krümmung des Universums exakt Null ist oder nicht. Wenn die globale Krümmung nicht exakt Null ist, kann das Universum in sich zurückgeschlossen sein, d.h., dass der Raum zu jedem Zeitpunkt einen endlichen Inhalt aufweist.

Falls die globale Krümmung ungleich Null ist, dann bewegt sich der Krümmungswert in der Größenordnung von 1/(13 Milliarden Lichtjahre), also verschwindend klein.

M.f.G. Eugen Bauhof

Knut Hacker
10.10.10, 20:05
Ich bedanke mich für eure Antworten.
Ich komme noch nicht zurande.
Man spricht doch davon, dass kurz nach dem Urknall das Universum entschieden kleiner war als heute, wenngleich es auch immer unbegrenzt war. Die Entfernungen im All waren kürzer.Die Expansion bedeutet, dass von jedem Punkt des Alls aus gesehen alle beobachteten anderen Punkte vom Beobachtungspunkt wegstreben. Also waren doch der Punkt, von dem das Licht eines heute sehr entfernten Sternes (mag es ihn noch geben oder nicht) ausgesandt worden ist, demjenigen Punkt, den heute die Erde einnimmt, näher als heute. Da sich diese beiden Punkte im Zuge der Expansion – unabhängig davon, dass sie unterschiedlich stark war - mit weniger als der Lichtgeschwindigkeit voneinander entfernt haben, muss doch das „alte“ Licht aus dem Frühstadium des Universums längst den Punkt, an dem sich heute die Erde befindet, passiert haben. Tatsächlich ist es aber anders: Unsere Teleskope empfangenen Licht, das in der Anfangszeit des Universums ausgesandt worden ist.
Ich habe meine Frage vor Monaten einmal im hiesigen Planetarium dem Erkenntnistheoretiker und Astrophysiker-Journalisten Rüdiger Vaas .gestellt.Er war zunächst überrascht und sagte: Ja, wir Fachleute sehen manchmal den Wald vor lauter Bäumen nicht. Dann kam er mit einer mordslangen Erklärung, dass sich das Licht ja nach allen Seiten ausbreite, es keine Topologie im Weltall gebe usw. und so fort. Ich bedankte mich artig, obwohl ich nichts verstanden hatte. Ich suche überall in Büchern herum, finde aber meine Fragestellung nirgends und daher auch keine Antwort, erst recht natürlich keine allgemeinverständliche.Vielleicht ist die Frage irgendwie zu dumm?

Jogi
10.10.10, 21:30
Hi Knut.


Man spricht doch davon, dass kurz nach dem Urknall das Universum entschieden kleiner war als heute, wenngleich es auch immer unbegrenzt war. Die Entfernungen im All waren kürzer.
Seit Einstein haben wir eine Vorstellung davon, dass Raum und Zeit relativ sind.

Wenn wir ehrlich sind, haben wir keine Ahnung von den tatsächlichen Ausmaßen des Universums, wir können sie gar nicht haben, weil es sie so, absolut, nicht gibt.
Schrumpfen wir (gedanklich) unser Universum auf Apfelsinengröße (für einen aussenstehenden Beobachter), dann wird das Licht darin so langsam, dass es trotzdem 14 Mrd. Jahre vom Zentrum bis an den Rand braucht.
Für uns hier drin würde sich nichts ändern!

Die Expansion bedeutet, dass von jedem Punkt des Alls aus gesehen alle beobachteten anderen Punkte vom Beobachtungspunkt wegstreben. Also waren doch der Punkt, von dem das Licht eines heute sehr entfernten Sternes (mag es ihn noch geben oder nicht) ausgesandt worden ist, demjenigen Punkt, den heute die Erde einnimmt, näher als heute.
Nach diesem Expansionsmodell muß man zwischen Relativbewegungen, die durch die Raumexpansion bedingt sind, und (beschleunigungsverursachten) Relativbewegungen zwischen den Objekten darin unterscheiden.
Hätte man vor, sagen wir mal 8 Mrd. Jahren ein Seil zwischen zwei Sternen gespannt, die sich nur durch die Raumexpansion voneinander entfernen, es wäre bis heute noch nicht gerissen. Nähme man dieses Seil als Maßband, hätte sich die Distanz überhaupt nicht verändert. Nur die Dichte hätte abgenommen (sowohl die des Raumes, als auch die des Seiles, was im Grunde das Gleiche ist).
Man könnte also sagen, dass der für uns sichtbare Rand des Universums immer schon 14 Mrd. Lichtjahre von uns entfernt war (aus unserer Sicht).
Und dass er sich trotzdem mit annähernd c von uns entfernt.
Und dass uns deshalb auch immer noch das Licht von dort erreicht, wenn auch mit sehr geringer Intensität und Wellenlänge.

Vielleicht ist die Frage irgendwie zu dumm?
Keineswegs.
Wie du siehst, fällt es nur sehr schwer, sie intuitiv verständlich zu beantworten.:o


Gruß Jogi

Marco Polo
10.10.10, 23:48
Hallo zusammen,

ich antworte jetzt zum 2. mal. Gerade wollte ich meinen Beitrag abschicken, als ein Fenster aufging, dass ich eine PN erhalten habe. Ich klick auf o.k. und schwupps, war mein Beitrag verschwunden. Super.

Der PN-Schreiber, dessen Namen ich jetzt mal nicht nenne, darf ruhig ein schlechtes Gewissen haben. :(

Jetzt aber zum Thema:

Man darf sich das expandierende Universum nicht wie einen Luftballon vorstellen den man aufpustet, auch wenn man hin und wieder derartigen Vergleichen begegnet um die Raumexpansion zu veranschaulichen.

Wir reden hier von einem zumindest nach der RT vierdimensionalen Konstrukt.

Der Urknall hat nicht irgendwo innerhalb dieses vierdimensionalen Konstruktes stattgefunden. Es wäre töricht, diesen in dessen Mitte zu setzen, wie bei einer Explosion im dreidimensionalen Raum. Der Urknall war sozusagen überall.

Zur Hintergrundstrahlung: Die hat sich der Theorie nach ca. 400.000 Jahre nach dem Urknall entkoppelt. Erst zu diesem Zeitpunkt haben sich Atome gebildet und das Universum wurde durchsichtig. Eben wegen der nun deutlich abgeschwächten Wechselwirkung der Photonen mit den Atomkernen, die ja nun zusammen mit den Elektronen stabile Atome bildeteten.

So. Schon vor sagen wir mal 10 Milliarden Jahren hätten Beobachter, egal wo sie sich aufhalten, die Hintergrundstrahlung gemessen. Sie hätten aber eine andere Wellenlänge gemessen.

Mit zunehmender Expansion wird also lediglich die Wellenlänge der Hintergrundstrahlung gedehnt (sie verschiebt sich zum roten Bereich des Spektrums hin) und braucht nicht etwa länger um uns zu erreichen. Sie erreicht uns schon immer. Auch bei der Entstehung der Erde hat sie uns schon erreicht, nur eben weniger rotverschoben als jetzt.

Man darf sich die Hintergrundstrahlung nicht wie ein Ereignis im dreidimensionalen Raum unserer Alltagserfahrung vorstellen, der sich ja zudem nicht ausdehnt.

Wenn wir ins All schauen, dann blicken wir wegen der endlichen LG mit zunehmender Entfernung in eine immer weiter zurückliegende Vergangenheit.

Die Informationen (das Licht), die uns aus dieser Vergangenheit erreichen brauchen wegen der Raumexpansion jetzt nicht länger um uns zu erreichen. Sie werden nur zunehmend rotverschoben.

Besser kann ich es nicht erklären.

Knut Hacker
11.10.10, 18:19
Jogi,Marco Polo,

die Lichtgeschwindigkeit ist doch das absolute Bezugssystem nach der Relativitätstheorie, unabhängig von der Bewegung der Lichtquelle, von der des Beobachters und von der Gravitation. Natürlich auch unabhängig von der Expansion des Weltalls. Diese führt lediglich dazu,, dass sich die Frequenz „verflacht“ ,als in den unsichtbaren Bereich tritt(weshalb der Nachthimmel dunkel ist) und als Hintergrundstrahlung bezeichnet wird.
Wenn wir also die Entstehung eines Sternes 800 Millionen Jahre nach dem Urknall entdecken, dann war sein (unsichtbares, aber als Infrarot- und Radiostrahlung beobachtbares) erstes Licht 13 Milliarden Jahre unterwegs und der Stern 13 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt.
Der heutige Ort unserer Erde war damals aber dem Stern viel näher, so dass dessen erstes Licht, das sich ja mit Lichtgeschwindigkeit schneller ausdehente als das Weltrauminnere,längst an diesem Ort vorbei ist.Das kann aber nicht sein, da es uns ja erst jetzt erreicht.

Ich habe mir vorläufig folgende überschlägige Lösung zurecht gelegt:
1) Das frühe Licht wurde wegen der Expansion des Raumes in unsichtbare Frequenzbereiche „auseinandergezogen“.
2) Der „Urknall“(der bekanntlich keiner war, sondern lediglich eine Singularität; es gab keinen „Anfang“ und auch keine Explosion, da sich die Expansion nicht verringerte, sondern sich zuletzt sogar exponentiell beschleunigte) fand nicht „im Raum“, sondern „überall“ statt.
3) Das Weltall weist keine Topographie auf. Überall ist Mittelpunkt ( die „Flachheit des Raumes, von der man heute ausgeht, ist lediglich auf großräumige Skalen im Raum bezogen und besagt daher weder etwas über dessen Gestalt noch über die Krümmungen nach der ART innerhalb dieser Skalen).
Ergebnis:
Zu uns kommt daher das besagte frühe Licht nicht von einem bestimmten Ort innerhalb einer Topographie .Es ist einfach zu jedem Ort über 13 Milliarden Jahre unterwegs gewesen.
Deshalb geht man ja auch von einem absoluten, nicht lediglich relativen Alter des Weltraumes aus.

EMI
11.10.10, 18:47
die Lichtgeschwindigkeit ist doch das absolute Bezugssystem nach der Relativitätstheorie, unabhängig von der Bewegung der Lichtquelle, von der des Beobachters und von der Gravitation.
Nein Knut Hacker,

c ist nicht unabhängig von der Gravitation. Das war sie in der SRT, da gibt es keine Gravitation.
Das hatten wir zwei Beiden doch schon mal besprochen:
http://www.quanten.de/forum/showpost.php5?p=53538&postcount=86
Hast Du das vergessen?:confused:

Gruß EMI

Knut Hacker
11.10.10, 20:01
Hallo EMI,

wir hatten aber doch weiterdiskutiert. Schließlich hatte ich geschrieben:

Zitat:
„In seinem zusammen mit Leopold Infeld geschriebenen Buch „Die Evolution der Physik“ betont Einstein immer wieder, dass die Prämisse seiner Relativitätstheorien in dem experimentellen, mit dem „gesunden Menschenverstand“ nicht nachvollziehbaren Befund besteht:“Im leeren Raum ist die Lichtgeschwindigkeit stets konstant.Sie hängt weder von der Bewegung der Lichtquelle noch von der des Beobachters ab.“
Speziell zur ART führt er aus:“In der allgemeinen Relativitätstheorie können wir nicht wie bei der speziellen mit dem mechanischen Gerüst aus Parallelen und rechtwinklig dazu angeordneten Stäben sowie mit synchronisieren Uhren arbeiten. In einem beliebigen System lassen sich die räumlichen und zeitlichen Koordinaten eines Ereignisses nicht mehr mit festen Stäben und gleich schnell gehenden synchronisieren Uhren bestimmen, was im Inertialsystem der speziellen Rrelativitätstheorie noch möglich war. Aber auch mit unseren nichteuklidischen Stäben und ungleich gehenden Uhren können wir die Ereignisse schematisch ordnen; regelrechte Messungen mit festen Stäben und vollkommen gleich schnell gehenden und synchronisierten Uhren kann man jedoch nur in einem örtlich begrenzten Inertialsystem vornehmen. Auf ein solches kann man auch die gesamte spezielle Relativitätstheorie ohne weiteres anwenden, doch hat unser „gutes“ System eben nur lokalen Charakter; seine Inertialeigenschaften sind räumlich und zeitlich begrenzt. Selbst von unserem beliebigen System aus können wir die Ergebnisse der in einem lokalen Inertialsystem vorgenommenen Messungen vorhersagen, nur bedarf es dazu einer Kenntnis der geometrischen Beschaffenheit unseres Raum-Zeit-Kontinuums.“ “
Zitatende.

Darauf hast du nicht mehr geantwortet

Bitte verstehe mich nicht falsch. Ich möchte hier nicht recht haben, da ich mich auf diesem Gebiet zu wenig auskenne,mir insbesondere das mathematische Rüstzeug fehlt (das studium generale beim alten Fleischmann vermied die höheren Sphären der Mathematik).

Übrigens. Wie hast du das technisch geschafft, einen Link für einen Einzelbeitrag zu geben?

JoAx
12.10.10, 09:57
Hallo Knut Hacker!


Der heutige Ort unserer Erde war damals aber dem Stern viel näher, so dass dessen erstes Licht, das sich ja mit Lichtgeschwindigkeit schneller ausdehente als das Weltrauminnere,längst an diesem Ort vorbei ist.


Diese Schlussfolgerung ist mir nicht verständlich.
Nehmen wir ein Gegenbeispiel. Das Licht wurde in einer Entfernung von 10 Mrd. LJ. Nach deiner Logik muss es unabhängig vom Verhalten des Raumes auch 10 Mrd. Jahre unterwegs sein. Jetzt nehmen wir an, dass sich die Entfernung in den ersten 5 Mrd. Jahre um 4 Mrd. LJ verkleinert hat. Nach meinem Verständnis hätte das Licht jetzt nur noch 1 Mrd. LJ zu überbrücken, du sagst aber, dass es immer noch 5 Mrd. Jahre unterwegs sein sollte. Wie das denn?


Gruss, Johann

Harti
12.10.10, 10:23
Zur Veranschaulichung mag ein Gummiband dienen. Man markiert darauf gewisse Abstände. Wenn man es schnell auseinanderzieht,wächst der Abstand zwischen den Markierungen weniger schnell.

Hallo Knut Hacker,
das von Dir eingangs gewählte Beispiel erscheint mir nicht unproblematisch.
Du hast zwar für beide Bewegungen (Gesamtgummiband und Gummibandabschnitt) ein gemeinsames räumliches Bezugssystem, das Gummiband, aber für zwei Bewegungen gibt es nach SRT kein gemeinsames zeitliches Bezugssystem (keine Gleichzeitigkeit). Folglich kann man nicht ohne weiteres annehmen, dass sich das Gesamtgummiband mit einer höheren Geschwindigkeit als das Teilgummiband ausdehnt.
Du unterstellst gewissermaßen die Existenz eines dritten Bezugssystems, das Dir die Gleichzeitigkeit für beide Bewegungen liefert und wegen der geringeren Strecke, die der Teilabschnit zurücklegt, zu einer geringeren Geschwindigkeit des Teilabschnittes führt.
Ich habe an anderer Stelle schon mal Zweifel geäußert, ob man aufgrund von Bewegungen von Objekten im Universum überhaupt Aussagen über die Bewegung des Universums in seiner Gesamtheit machen kann. Nach meiner Meinung muss man sich dafür ein übergeordnetes (gewissermaßen ausserhalb des Universums liegendes) Bezugssystem denken. Dies ist aber ein reines Gedankenkonstrukt und damit Glaubenssache.

MfG
Harti

Knut Hacker
12.10.10, 17:59
Hallo,JoAx,

Das Licht wurde in einer Entfernung von 10 Mrd. LJ. Nach deiner Logik muss es unabhängig vom Verhalten des Raumes auch 10 Mrd. Jahre unterwegs sein.
Das verstehe nun ich leider nicht!Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt.Wir empfangen heute Licht,das in der Zeit der Entstehung der ersten Sterne ausgesandt worden ist (spätestens 800 Millionen Jahre nach dem Urknall).Es war also 13 Milliarden Jahre unterwegs.In diesem Zeitraum hat es eine Strecke von 13 Milliarden Lichtjahren zurückgelegt.In diesem Zeitraum hat sich aber auch die Erde - beziehungsweise die räumliche Position, die sie heute einnimmt, da sie damals ja noch nicht existierte - infolge der Expansion des Weltalls weiter von dem Stern entfernt, als sie damals entfernt war. Die Expansion hatte aber lediglich eine Geschwindigkeit, die unterhalb der Lichtgeschwindigkeit lag. Denn nach der Realitivitätstheorie kann diese Lichtgeschwindigkeit innerhalb der Raumzeit (anders als der Raum selbst) nicht überschritten werden und auch nicht innerhalb der Raumzeit erreicht werden,da diese sonst verschwindet (die Photonen sind raumzeitlos,sie haben weder eine Eigenzeit noch eine Masse).das heißt, dass das vor 10 Milliarden Jahren ausgesandte Licht eigentlich die Position, in der sich heute die Erde befindet, längst überholt haben müsste.Dem ist aber nicht so, da es erst heute auf die Teleskope auftrifft.
Die Lösung liegt wohl darin begründet - worauf hier bereits Bauhof hingewiesen hat (und ich auch eine entsprechende Auskunft durch Rüdiger Vaas in Erinnerung habe)- ,dass der Weltraum keine Topographie aufweist. Überall ist Mittelpunkt, von dem aus alle anderen Punkte wegstreben (ähnlich den Punkten, die man auf einen Luftballon zeichnet, wenn man diesen dann aufbläst; wobei diese Analogie zum vierdimensionalen, lokal gekrümmtenten Weltraum lediglich insofern hinkt,als das Loch zum Aufblasen nicht mit dem Urknall in Verbindung gebracht werden darf, da dieser überall war).Das Licht des frühen Sternes hat sich also in alle Richtungen ausgebreitet,konnte unbegrenzt unterwegs gewesen sein (da das Weltall nicht begrenzt ist, wenngleich es vermutlich endlich ist, welche Annahme aber neuerdings durch die Erkenntnis, dass das Weltall "flach" ist, erschüttert worden ist).Daraus folgt,dass es bei uns und überall und zu jeder Zeit von allen Richtungen her eintrifft ( als sogenanntes Hintergrundrauschen, da es durch die Expansion in den unsichtbaren niederfrequenten Bereich auseinandergezerrt worden ist)

Jetzt nehmen wir an, dass sich die Entfernung in den ersten 5 Mrd. Jahre um 4 Mrd. LJ verkleinert hat.
Welche Entfernung soll sich verkleinert haben? Die Entfernungen haben sich doch durch die Expansion vergrößert

Nach meinem Verständnis hätte das Licht jetzt nur noch 1 Mrd. LJ zu überbrücken, du sagst aber, dass es immer noch 5 Mrd. Jahre unterwegs sein sollte. Wie das denn?

Das Licht hatte eine Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren zu überbrücken,, wenn es 800 Millionen Jahre nach dem Urknall ausgesandt worden war (der Weltraum ist 13,8 Milliarden Jahre alt)

Knut Hacker
12.10.10, 18:12
Harti,
die Analogie mit dem Gummiband stammt von Einstein in dem von mir oben erwähnten Buch. Bei der Entwicklung der Relativitätstheorie war ihm die Expansion des Weltalls noch unbekannt.Die Analogie betrifft nicht die Geschwindigkeiten innerhalb der Raumzeit.Sie sollte verdeutlichen, dass die Relativitätstheorie,nach der nichts schneller als die absolute Lichtgeschwindigkeit sein kann,durch die Expansion des Weltalls, die die Lichtgeschwindigkeit übertrifft, nicht widerlegt ist. Denn sie gilt nur innerhalb der Raumzeit, nicht für die Raumzeit selbst. Das Gummiband sollte also die Raumzeit selbst darstellen, die Markierungen die Entfernungen in dieser.

Timm
13.10.10, 00:13
Das Gummiband sollte also die Raumzeit selbst darstellen, die Markierungen die Entfernungen in dieser.

Ganz recht Knut. Das Gummiband liege vor uns, es ist heute vor ca. 13 Milliarden Jahren und das Universum ist 10 mal kleiner als heute. Nun malen wir in gleichen Abständen gelbe Pünktchen auf das Band (wir sind eines in der Mitte des Bandes) und markieren damit den Zeitpunkt des Zündens der ersten Sterne. Langsam wächst um jedes Pünktchen ein Lichthof, gleichzeitig ziehen wir das Band auseinander und lassen das Universum expandieren. Trotzdem erreicht uns das Licht vieler Sternsysteme, solange sie so nahe sind, daß die Lichtgeschwindigkeit die Expansionsgeschwindigkeit überschreitet.
Je weiter die gelben Pünktchen von uns entfernt sind, desto schneller entfernen sie sich. Die Gummiband Analogie zeigt das. Die Grenze des sichtbaren Universums ist da, wo Galaxien sich expansionsbedingt mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen. Jenseits dieses kosmischen Horizontes entfernen sie sich mit Überlichtgeschwindigkeit.

Gruß, Timm

Knut Hacker
13.10.10, 18:48
Hallo Timm!
erreicht uns das Licht vieler Sternsysteme, solange sie so nahe sind, daß die Lichtgeschwindigkeit die Expansionsgeschwindigkeit überschreitet.
Das Licht überholt uns bei der Expansion des Alls aber doch auch, wenn wir nicht nahe der Lichtquelle sind(wir waren im Frühstadium des Alls ihr näher).

Je weiter die gelben Pünktchen von uns entfernt sind, desto schneller entfernen sie sich. Die Gummiband Analogie zeigt das.
das zeigen auch die Beobachtungen. Aber die Sternensysteme können sich im All nur bis unterhalb der Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen.

Die Grenze des sichtbaren Universums ist da, wo Galaxien sich expansionsbedingt mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen.
Das können sie aber selbst bei bestem Willen nicht,da ihre Masse dann unendlich würde (weshalb ja die Photonen überhaupt keine Masse aufweisen).

Jenseits dieses kosmischen Horizontes entfernen sie sich mit Überlichtgeschwindigkeit.

Das sichtbare Universum hat mit dem kosmischen Horizont nichts zu tun.es ist derjenige Teil, der zurzeit mit unseren technischen Mitteln beobachtbar ist.Das reicht fast bis zum UrKnall.einen Horizont im Sinne einer Beobachtungs Grenze gibt es nicht, da das Universum unbegrenzt ist (analog der Kugeloberfläche). Dass sich das Universum mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt, ist eine Extrapolation der messbaren Expansionsgeschwindigkeit in einen Bereich, der begrifflich sinnlos wird ("außerhalb" des Weltalls;"außerhalb" ist ein räumlicher Begriff und setzt daher den Raum voraus),aber sehr wohl mathematisch beschreibbar ist (frage mich nicht, wie!)
Mein Problem dabei ist, dass nach Gödel kein System sich selbst erklären kann, weil hierzu ein übergeordneter Standpunkt erforderlich wäre.Einen solchen übergeordneten Standpunkt, von dem aus das Universum selbst sich mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt, legt man aber zu Grunde,wenn man von einer solchen Ausdehnung ausgeht.Aber da hilft wohl die Überlegung weiter, dass sich die Ausdehnung natürlich nicht in irgendetwas hinein erstreckt, sondern in sich geschlossen ist.

Marco Polo
13.10.10, 18:55
Das können sie aber selbst bei bestem Willen nicht,da ihre Masse dann unendlich würde (weshalb ja die Photonen überhaupt keine Masse aufweisen).

Nein. Wenn sich Galaxien aufgrund der Raumexpansion mit ÜLG von uns entfernen, dann widerspricht das nicht der RT und es treten auch keine relativistischen Effekte dabei auf.

EMI
13.10.10, 19:16
Das sichtbare Universum hat mit dem kosmischen Horizont nichts zu tun.es ist derjenige Teil, der zurzeit mit unseren technischen Mitteln beobachtbar ist.
Das reicht fast bis zum UrKnall.einen Horizont im Sinne einer Beobachtungs Grenze gibt es nicht, da das Universum unbegrenzt ist (analog der Kugeloberfläche).
Doch den gibt es Knut Hacker,

es gibt einen optischen Horizont (ich denke Timm meinte diesen), welcher Beobachtungsmäßig unabhängig von derzeitigen technischen Möglichkeiten nie überschritten werden kann.

http://www.quanten.de/forum/showpost.php5?p=54253&postcount=10

Mit dem Urknall ist das anders, ob es den wirklich gab ist eine offene Frage.

Gruß EMI

Knut Hacker
13.10.10, 20:26
Nein. Wenn sich Galaxien aufgrund der Raumexpansion mit ÜLG von uns entfernen, dann widerspricht das nicht der RT und es treten auch keine relativistischen Effekte dabei auf.
Hast du denn nicht gelesen, was ich ausgeführt und belegt habe?Langsam wird es ärgerlich, wenn hier einfach Antworten hingeklatscht werden, ohne dass die Bezugsbeiträge genau gelesen werden.

Lediglich das Universum als solches dehnt sich mit Überlichtgeschwindigkeit aus. Dies widerspricht deshalb nicht der Relativitätstheorie,da diese nur für Vorgänge innerhalb des Universums, also der Raumzeit, gilt. Die Galaxien können sich daher nicht mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegen. Sie können sich auch nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, da sie hierfür wie das Licht(Photonen) masselos sein müssten und ohne Eigenzeit !

Knut Hacker
13.10.10, 20:41
es gibt einen optischen Horizont (ich denke Timm meinte diesen), welcher Beobachtungsmäßig unabhängig von derzeitigen technischen Möglichkeiten nie überschritten werden kann.
Ich meinte "sichtbar" nicht wörtlich.Das Licht der fernen Sterne ist infolge der Expansion des Alls so niederfrequent, dass es nicht mehr gesehen werden kann.(Daher ist der Nachthimmel dunkel).Trotzdem kann dieses Licht natürlich heute technisch empfangen werden (sogenanntes Hintergrundrauschen).


Mit dem Urknall ist das anders, ob es den wirklich gab ist eine offene Frage.

Natürlich gibt es keinen Urknall im wörtlichen Sinn.Big-Beng war eine wissenschaftsironische Bezeichnung aus der Nachkriegszeit.In der Relativitätstheorie spricht man von einer Singularität.Das heißt die Gleichungen verlieren in diesem Bereich ihre Aussagekraft wegen auftauchender Unendlichkeit. Ich habe oben ausgeführt, dass Stephen Hawking in seinem neuen Buch nunmehr aus quantenmechanischen Gründen endgültig davon ausgeht, dass die Raumzeit keinen Anfang hat.Das ist auch logisch, da Anfang ein Zeitpunkt ist, also die Zeit bereits voraussetzt, und vor dem Anfang nichts gewesen sein kann, da der Begriff des Vorher ebenfalls ein zeitlicher Vergleichsbegriff ist und daher die Zeit bereits voraussetzen würde. Es kann auch nichts außerhalb des Raumes geben, da der Begriff des Außerhalb ein räumlicher ist und daher den Raum voraussetzt. Es ist immer wieder überraschend, wie die neuen Erkenntnisse der Naturwissenschaften nur uralte philosophische und logische Erkenntnisse bestätigen.
Nicht nur der Wortbestandteil "-Ur", sondern auch der "-Knall" ist falsch, weil es sich nicht um eine Explosion handelte, nämlich nicht nur schon deswegen nicht, weil die Ausdehnung des Alls in nichts hinein erfolgt, sondern auch deswegen, weil sie sich beschleunigt, in jüngster Zeit sogar exponentiell, während sie sich bei einer Explosion verlangsamen müsste.

Marco Polo
13.10.10, 20:51
Hast du denn nicht gelesen, was ich ausgeführt und belegt habe?Langsam wird es ärgerlich, wenn hier einfach Antworten hingeklatscht werden, ohne dass die Bezugsbeiträge genau gelesen werden.

Das nachfolgende Zitat belegt, dass ich deinen Beitrag offensichtlich doch richtig gedeutet habe:

Lediglich das Universum als solches dehnt sich mit Überlichtgeschwindigkeit aus. Dies widerspricht deshalb nicht der Relativitätstheorie,da diese nur für Vorgänge innerhalb des Universums, also der Raumzeit, gilt. Die Galaxien können sich daher nicht mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegen. Sie können sich auch nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, da sie hierfür wie das Licht(Photonen) masselos sein müssten und ohne Eigenzeit !

Eben nicht. Die Galaxien befinden sich ja innerhalb des Universums und damit innerhalb der Raumzeit. Und trotzdem können sie sich theoretisch mit ÜLG von uns entfernen.

Dieses Entfernen mit ÜLG entspringt ja nicht einer Bewegung durch den Raum, sondern wird durch die Raumexpansion verursacht. Daher mein Einwand. Vielleicht hast du dich aber auch nur ungenau ausgedrückt und wir meinen das Gleiche?

JoAx
13.10.10, 21:02
Hast du denn nicht gelesen, was ich ausgeführt und belegt habe?Langsam wird es ärgerlich, wenn hier einfach Antworten hingeklatscht werden, ohne dass die Bezugsbeiträge genau gelesen werden.


Ganz ehrlich und völlig unaufgeregt, Knut:
Du scheinst das, was man dir mitteilen möchte, nicht zu verstehen.

1. Auch wenn das Universum langsam Expandiert, gibt es bei entsprechender Grösse des Universums Bereiche in diesem, die sich voneinander mit ÜLG entfernen. Das aber!!! nicht im Sinne der SRT. Obgleich die räumliche Entfernung so schnell zunimmt, dass es einer ÜLG entsprechen würde, ist es keine Translationsbewegung, die dieses verursacht.

2. Wegen oben gesagten ist es bei einem expandierenden Universum prinzipiell nicht möglich von allen Bereichen Information (=Licht im weitesten Sinne, nicht nur sichtbaren) zu empfangen. Stell dir ein aufgeblasenes Luftballon vor, auf den ein kleiner Kreis aufgezeichnet ist, im selben Verhätnis, wie Deutschland zur ganzen Erde steht. Wenn wir uns im Zentrum dieses Kreises befinden, dann können wir keine em. Strahlung von Ausserhalb dieses kreises empfangen. Das Licht, das von weiter weg kommt, wird nicht bloss sehr stark rot verschoben, es verschwindet auf dem Weg gänzlich.


Gruss, Johann

Bauhof
14.10.10, 09:46
Wenn wir uns im Zentrum dieses Kreises befinden, dann können wir keine em. Strahlung von Ausserhalb dieses Kreises empfangen. Das Licht, das von weiter weg kommt, wird nicht bloss sehr stark rot verschoben, es verschwindet auf dem Weg gänzlich. Gruss, Johann

Hallo Johann,

ja, die Kosmologen haben dazu einen treffenden Ausdruck: Das Licht verhungert auf dem Weg zu uns.

M.f.G.Eugen Bauhof

JoAx
14.10.10, 11:18
Hallo Eugen!


ja, die Kosmologen haben dazu einen treffenden Ausdruck: Das Licht verhungert auf dem Weg zu uns.


Eigentlich verhungert nur das Licht, welches exakt in der Entfernung des Horizonts entsteht, es kommt fast zu uns. Das Licht, dass noch weiter weg entsteht, müsste sich sogar entfernen, obwohl dieses in unsere Richtung abgestrahlt wurde. Sonderbar.


Gruss, Johann

Bauhof
14.10.10, 15:37
Hallo Eugen! Eigentlich verhungert nur das Licht, welches exakt in der Entfernung des Horizonts entsteht, es kommt fast zu uns. Das Licht, dass noch weiter weg entsteht, müsste sich sogar entfernen, obwohl dieses in unsere Richtung abgestrahlt wurde. Sonderbar. Gruss, Johann

Hallo Johann,

kennts du eine (deutschsprachige) Quelle, dass das Licht von sehr weit entfernten Galaxien sich von uns entfernt?

Es gibt in der Kosmologie zwei Horizonte, den Teilchenhorizont und den Ereignishorizont

Mein jetziger Kenntnisstand: Licht von Galaxien am Teilchenhorizont erreicht uns immer, Licht von Galaxien jenseits des Ereignishorizonts erreicht uns nie mehr, es "verhungert".

Vermutlich meinst du Galaxien hinter dem Ereignishorizont, deren Lichtfront sich dann von uns entfernen könnte, falls man das so formulieren kann.

M.f.G. Eugen Bauhof

JoAx
14.10.10, 16:00
Vermutlich meinst du Galaxien hinter dem Ereignishorizont, deren Lichtfront sich dann von uns entfernen könnte, falls man das so formulieren kann.


Ja, Eugen, das habe ich gemeint. Es muss so sein, oder?


Gruss, Johann

Timm
14.10.10, 16:30
Hast du denn nicht gelesen, was ich ausgeführt und belegt habe?Langsam wird es ärgerlich, wenn hier einfach Antworten hingeklatscht werden, ohne dass die Bezugsbeiträge genau gelesen werden.

Lediglich das Universum als solches dehnt sich mit Überlichtgeschwindigkeit aus. Dies widerspricht deshalb nicht der Relativitätstheorie,da diese nur für Vorgänge innerhalb des Universums, also der Raumzeit, gilt. Die Galaxien können sich daher nicht mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegen. Sie können sich auch nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, da sie hierfür wie das Licht(Photonen) masselos sein müssten und ohne Eigenzeit !

Du verwechselst noch immer Eigengeschwindigkeit mit Fluchtgeschwindigkeit und kommst zu völlig falschen Folgerungen. Die mit einem kosmischen Horizont nicht vereinbar sind.

Hier ist Jeder willkommen, auch wenn die physikalischen Vorkenntnisse gering sind. Was ist ägerlich? Eher schon Dein Umgangston mit Leuten, die mehr von der Sache verstehen und Dir bei Deinem Verständnisproblem helfen wollen. Darüber sollest Du mal nachdenken.

Gruß, Timm

Marco Polo
14.10.10, 18:04
Hi Eugen,

Vermutlich meinst du Galaxien hinter dem Ereignishorizont, deren Lichtfront sich dann von uns entfernen könnte, falls man das so formulieren kann.

angenommen, in einer sehr weit entfernten Galaxie kommt es zu einer Supernova. Wenn sich zum Zeitpunkt der Explosion (eigentlich ist es ja eher eine Implosion) diese Galaxie noch innerhalb unseres sichtbaren Horizontes befand, dann werden wir das Licht dieses Ereignisses in Abhängigkeit der Entfernung mehr oder weniger stark rotverschoben messen.

Befindet sich die Galaxie zum Zeitpunkt des Aufleuchtens der Supernova zufälligerweise genau an der Grenze des sichtbaren Horizontes, dann sollte das Licht verhungern (wie beim EH eines SL´s).

Interessanterweise wüden wir die Neutrino-Vorboten beim Kernkollaps noch messen können um dann verdutzt festzustellen, das keine sichtbare Explosion folgt.

Befindet sich die Galaxie zum Zeitpunkt des Aufleuchtens der Supernova bereits hinter dem sichtbaren Horizont, dann entfernt sie sich mit ÜLG und die Wellenfront des ausgesandten Lichtes muss sich logischerweise von uns entfernen.

Sie bewegt sich zwar in unsere Richtung. Aber während sie das tut, expandiert der Raum zwischen Wellenfront und Beobachter (also uns) mit ÜLG.

So zumindest meine Vorstellung.

Marco Polo
14.10.10, 19:24
Gerade habe ich eine interessante pdf-Datei zu dieser Thematik gelesen.

http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/wegscheider/gebhardt_files/skripten/Newton.pdf

Demnach wäre der sichtbare Horitont 4 x 10^10 LJ entfernt. Die Geschwindigkeit einer Galaxie an diesem Horizont wäre 3,2 c.

Erklärung:

Dieses Ergebnis ist kein Widerspruch zur speziellen Relativitätstheorie, da die Lichtgeschwindigkeit nur in einem Inertialsystem eine Obergrenze ist. Der Stern und wir befinden uns aber nicht im gleichen Inertialsystem. Die Minkowski Metrik kann nur lokal an unsere Metrik angenähert werden.

Wir könnten demnach Licht von Galaxien empfangen, die sich unterhalb von 3,2 c von uns entfernen? Hmm...

Knut Hacker
14.10.10, 20:29
Licht von Galaxien jenseits des Ereignishorizonts erreicht uns nie mehr, es "verhungert".

Vermutlich meinst du Galaxien hinter dem Ereignishorizont,



Ist nicht der "Ereignishorizont" eine Erscheinung der schwarzen Löcher? Hier ist die Gravitation so stark, dass auch das Licht nicht entweichen kann. Da sich keine Information schneller als die Lichtgeschwindigkeit mitteilen kann, kann aus den schwarzen Löchern keine Information dringen.Ereignisse in ihnen können also diesen Horizont nicht überwinden.

Knut Hacker
14.10.10, 20:51
Hier ist Jeder willkommen, auch wenn die physikalischen Vorkenntnisse gering sind. Was ist ägerlich? Eher schon Dein Umgangston mit Leuten, die mehr von der Sache verstehen und Dir bei Deinem Verständnisproblem helfen wollen. Darüber sollest Du mal nachdenken.

Hallo Tim,
bitte entschuldige vielmals!
Ich war nicht verärgert, weil ich mich kenntnismäßig überlegen gefühlt hätte! Im Gegenteil habe ich hier doch immer wieder versichert, dass ich auf diesem Gebiet kein Experte bin. Deshalb habe ich ja auch den Thread eröffnet, um mich kundig zu machen über eine Frage, die ich nirgends aufgeworfen gefunden habe, weder in der Literatur noch im Internet.
Ich hatte vielmehr den Eindruck, dass auf die von mir aufgeworfenen Fragen- mögen sie auch noch so dumm sein -,obwohl ich sie immer wieder klarzustellen versucht habe,immer wieder daneben geantwortet wurde.Wegen dieser Wiederholungen handelte ich mir ja eine weit unter der Gürtellinie gelegene Rüge eines Forumsteilnehmers ein, die du sicherlich gelesen (aber nicht beanstandet) hast.

Marco Polo
14.10.10, 21:31
Gerade habe ich eine interessante pdf-Datei zu dieser Thematik gelesen.

http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/wegscheider/gebhardt_files/skripten/Newton.pdf

Demnach wäre der sichtbare Horizont 4 x 10^10 LJ entfernt. Die Geschwindigkeit einer Galaxie an diesem Horizont wäre 3,2 c.

Erklärung:



Wir könnten demnach Licht von Galaxien empfangen, die sich unterhalb von 3,2 c von uns entfernen? Hmm...


Gerade lese ich, dass der Verfasser von einem Modell ausgeht, in dem das Universum schon immer unendlich ausgedehnt war und eine verschwindende Krümmung aufweist.

Wie man da aber auf eine Fluchtgeschwindigkeit von 3,2 c für eine Galaxie am sichtbaren Horizont kommen kann, ist mir schleierhaft. Allerdings ist dort von einem Welthorizont die Rede. Egal.

Meines Wissens verhält es sich so, dass der sichtbare Horizont 13,7 Mrd. LJ entfernt ist. Da beginnt also die Hintergrundstrahlung. Weiter kann man nicht schauen, da das Universum vor diesem Zeitraum undurchsichtig war.

Wenn ich mir das Universum dreidimensional als Luftballon vorstelle (ich weiss, ist nicht zulässig), dann käme die Hintergrundstrahlung nach meinem Verständnis von der Ballonhülle. Da wäre der kosmologische Horizont.

Wo befänden sich dann aber in diesem sicher unzulässig vereinfachten Modell die Galaxien, die sich mit ÜLG von uns entfernen, also jenseits des kosmologischen Horizontes. Dahinter? Ergibt keinen Sinn, oder?

Man kommt wohl nicht umhin, sich das Ganze vierdimensional vorzustellen. Wer kanns?

Wolfgang H.
15.10.10, 08:34
Hallo Alle ,

die Urknalltheorie steht und fällt mit der Annahme, dass sich kurz nach dem "Ereigniss" eine aus unser jetzigen Sicht
überlichtschnelle Expansion des Unversums erfolgt sein muss.
Man brauch aber auch den heissen Anfang, um den Anteil des Wasserstoffs und Heliums im Universum zu erklären.
Bis zum Zeitpunkt der Kondensation von Strahlung zu baryonischer Materie, konnte die Expansion auch ungehindert
erfolgen,da eine gravitative Beeinflussung zwischen Photonen mE. nicht existiert.
Erst nach der Kondensation eines geringen Teils der Strahlung zu baryonischer Materie kommt es local zur gravitativen Beeinflussung (innerhalb des sichtbaren Horizonts). Das heisst auch, dass sich Materie ,welche sich hinter diesem "Beinflussungs-Horizont" befindet, keine gravitative Bindung hat. Es braucht keine dunkle Energie ,welche das Universum auseinander treibt.
Es ist mE. die ungebremste Expansion in den Raum bzw. mit dem Raum.


Gruß Wolfgang H

Bauhof
15.10.10, 09:58
Ist nicht der "Ereignishorizont" eine Erscheinung der schwarzen Löcher? Hier ist die Gravitation so stark, dass auch das Licht nicht entweichen kann. Da sich keine Information schneller als die Lichtgeschwindigkeit mitteilen kann, kann aus den schwarzen Löchern keine Information dringen.Ereignisse in ihnen können also diesen Horizont nicht überwinden.

Hallo Knut Hacker,

es geht hier um den kosmologischen Ereignishorizont. Denn dass unser Universum ein Schwarzes Loch sein soll, ist reine Spekulation.

M.f.G. Eugen Bauhof

Timm
15.10.10, 11:32
Hi Marc,


Wie man da aber auf eine Fluchtgeschwindigkeit von 3,2 c für eine Galaxie am sichtbaren Horizont kommen kann, ist mir schleierhaft. Allerdings ist dort von einem Welthorizont die Rede. Egal.

Meines Wissens verhält es sich so, dass der sichtbare Horizont 13,7 Mrd. LJ entfernt ist. Da beginnt also die Hintergrundstrahlung. Weiter kann man nicht schauen, da das Universum vor diesem Zeitraum undurchsichtig war.

Wenn ich mir das Universum dreidimensional als Luftballon vorstelle (ich weiss, ist nicht zulässig), dann käme die Hintergrundstrahlung nach meinem Verständnis von der Ballonhülle. Da wäre der kosmologische Horizont.

Wo befänden sich dann aber in diesem sicher unzulässig vereinfachten Modell die Galaxien, die sich mit ÜLG von uns entfernen, also jenseits des kosmologischen Horizontes. Dahinter? Ergibt keinen Sinn, oder?

Man kommt wohl nicht umhin, sich das Ganze vierdimensional vorzustellen. Wer kanns?

Gottseidank muß man sich das nicht vierdimensional vorstellen.
Ich hatte ja schon etwas flappsig vom kosmischen Horizont gesprochen, aber, wie Eugen schon bemerkt hat, muß man bei genauerer Betrachtung zwischen dem elektromagnetischen Horizont (wird gelegentlich auch Lichthorizont genannt) und dem Partikelhorizont unterscheiden.

Der Radius des elektromagnetischen Horizontes beträgt 44 Milliarden Lichtjahre. In dieser Entfernung befinden sich heute Objekte, deren vor ca. 13 Milliarden Jahren ausgetrahltes Licht wir prinzipiell gerade noch sehen können. Das von diesen Objekten zu einem späteren Zeitpunkt ausgestrahlte Licht erreicht uns nicht mehr. Heute entfernen sie sich mit ÜLG, wobei die Rechnung eben diese 3,2 c ergibt.

Der Partikelhorizont reicht noch etwas weiter, er liegt bei 46 Milliarden LJ. Das rührt daher, daß uns prinzipiell auch Signale aus der Zeit erreichen können, bevor das Universum transparent wurde. Tatsächlich wird ja auch in der Hintergrundstrahlung eifrig nach Gravitationswellen gefahndet, die nach dem Urknall durch Dichtefluktuationen entstanden sein könnten.

Wenn wir schon bei Horizonten sind, sollte noch die Hubble-Sphäre erwähnt werden. Damit ist salopp gesagt das sichtbare Universum gemeint, an dessen "Grenze" die Fluchtgeschwindigkeit c beträgt. Der heutige Hubble-Radius liegt bei 13.8 Milliarden Lichtjahren.

Gruß, Timm

Timm
15.10.10, 11:50
es geht hier um den kosmologischen Ereignishorizont. Denn dass unser Universum ein Schwarzes Loch sein soll, ist reine Spekulation.


Das sehe ich auch so Eugen, zumindest ist mir kein seriöses paper dazu bekannt.

Ungeachtet dessen gibt es analoge Phänomene. Im BS des entfernten Beobachters steht die Uhr auf der Hubble-Sphäre genauso still, wie die Uhr am Ereignishorizont eines SLes. Und alles Jenseitige ist prinzipiell in beiden Fällen unbeobachtbar. Nicht analog sind hingegen die Gezeitenkräfte.

Gruß, Timm

Marco Polo
15.10.10, 12:50
Der Radius des elektromagnetischen Horizontes beträgt 44 Milliarden Lichtjahre. In dieser Entfernung befinden sich heute Objekte, deren vor ca. 13 Milliarden Jahren ausgetrahltes Licht wir prinzipiell gerade noch sehen können. Das von diesen Objekten zu einem späteren Zeitpunkt ausgestrahlte Licht erreicht uns nicht mehr. Heute entfernen sie sich mit ÜLG, wobei die Rechnung eben diese 3,2 c ergibt.


Danke Timm für die Aufklärung. So macht es Sinn.

Knut Hacker
15.10.10, 16:04
Hallo,
noch bevor ich eure letzten Beiträge lesen kann, hier aus Zeitnot die Mitteilung, dass ich fündig geworden bin. Durch den nachfolgenden Internetbeitrag, glaube ich, ist das von mir im Threadöffner thematisierte Problem gelöst:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Beobachtbares_Universum&printable=yes

Knut Hacker
15.10.10, 16:32
Hallo ihr alle,

nachdem ich durch eure Beiträge dankenswerterweise auf die richtige Fährte gelangt bin, wage ich es, eine weitere Laienfrage an euch zu richten:

Man liest heute immer wieder, dass das Universum auf großräumigen Skalen
"flach" (und damit unendlich) sei.Es gelte daher die euklidische Geometrie.Wie ist das mit Einsteins - durch die Gravitation - " in sich gekrümmten" Raumzeit vereinbar? Gilt die Krümmung nur kleinräumig in der Nähe von Materie?

Bauhof
15.10.10, 17:02
Man liest heute immer wieder, dass das Universum auf großräumigen Skalen "flach" (und damit unendlich) sei.Es gelte daher die euklidische Geometrie.Wie ist das mit Einsteins - durch die Gravitation - " in sich gekrümmten" Raumzeit vereinbar? Gilt die Krümmung nur kleinräumig in der Nähe von Materie?

Hallo Knut Hacker,

zur "Flachheit" habe ich bereits meine Meinung geäußert, siehe hier:

http://www.quanten.de/forum/showpost.php5?p=55830&postcount=3

M.f.G. Eugen Bauhof

Knut Hacker
15.10.10, 17:11
Bauhof,
ich hatte deinen Beitrag schon gelesen. Mich irritiert jedoch ,dass du von einem Krümmungsradius "null" sprichst, wo ich erwartete, dass es "unendlich" heißen sollte. Man kann sich eine Gerade ja als einen Kreis mit unendlichem Radius vorstellen und eine Fläche als eine Kugel mit unendlichem Radius.
Ich lese bei Rüdiger Vaas folgenden Satz:
"Durch den Prozess der kosmetischen Inflation soll der Weltraum groß geworden sein. Daher erscheint er lokal "flach"(umgekehrt?http://www.abenteuer-universum.de/faq/n121.html), selbst wenn er global gekrümmt wäre. Denn das beobachtbare Universum ist nur ein winziger Ausschnitt des gesamten Blasenuniversums, das wiederum in ein noch viel größeres "falsches Vakuum" eingebettet sein könnte, das sich dann noch immer inflationär ausdehnt."Da setzt es bei mir aus!

Bauhof
15.10.10, 18:41
Bauhof, ich hatte deinen Beitrag schon gelesen. Mich irritiert jedoch ,dass du von einem Krümmungsradius "null" sprichst, wo ich erwartete, dass es "unendlich" heißen sollte.

Knut Hacker,

danke für den Hinweis. Ein Tippfehler von mir: Statt Krümmungsradius muss es "Krümmung" heißen. Ich habe diesen Tippfehler inzwischen bereinigt, den bereingten Beitrag findest du hier:

http://www.quanten.de/forum/showpost.php5?p=55830&postcount=3

M.f.G. Eugen Bauhof

Bauhof
15.10.10, 19:16
Hallo zusammen,

vor einigen Jahren habe ich mir bereits aus verschiedenen Quellen Informationen über die Horizonte und was damit zusammenhängt gesammelt [1]. Ich hoffe, die Sache wird damit etwas klarer. Wenn nicht, dann nachfragen.

M.f.G. Eugen Bauhof

[1] Definitionen zu den Universum-Horizonten


Beobachtbares Universum
Der Rand dieses Gebietes bestimmt sich durch die jeweilige Größe des Teilchenhorizonts, wir können nur bis zum Teilchenhorizont blicken. Aus Entfernungen, die größer als der Teilchenhorizont sind, können wir hier und jetzt keine Signale empfangen. Das beobachtbare Universum wird mit der Zeit größer, weil sich die Größe des Teilchenhorizonts mit Lichtgeschwindigkeit vergrößert. (Siehe hierzu die Definition des Teichchenhorizonts).


Bewegung des Raumes
Unter dieser Bewegung soll verstanden werden, dass der geometrische Rahmen der Materie einer Veränderung unterliegt. Die Objekte, die sich im diesem "bewegten Raum" befinden, ruhen. (Siehe hierzu auch "Mitbewegtes Bezugssystem").


Kosmische Rotverschiebung
Obwohl diese kosmische Rotverschiebung dem Dopplereffekt zugeschrieben wird, sind es in diesem Fall nicht die Galaxien, die sich bewegen. Vielmehr ist es der Raum selbst, der expandiert. Die Rotverschiebung ist zu interpretieren als die von der Expansion des Raumes hervorgerufene Dehnung der Lichtwellen, die um so stärker ausfällt, je länger das Licht unterwegs ist, also je entfernter die Galaxie ist. Die kosmische Rotverschiebung ist also ein Expansionseffekt und kein Geschwindigkeitseffekt. Die Dopplerformel trifft nur auf Körper zu, die sich durch den Raum bewegen, nicht aber auf Körper, die sich im expandierendem Raum mitbewegen (siehe hierzu auch "Mitbewegtes Bezugssystem").

Die meisten Galaxien zeigen eine Rotverschiebung: Ihre Linien sind zum roten Bereich des Spektrums, also zu größeren Wellenlängen hin, verschoben. Solch eine Rotverschiebung kosmologischer Natur beruht nach heutiger Interpretation auf der Expansion der räumlichen Hypersphäre der vierdimensionalen Raumzeit, die eine Dehnung der Strahlungswellenlänge zur Folge hat; sie weist demnach auf eine vom Beobachter weggerichtete Fluchtbewegung hin.


Hubble-Radius r(H)
r(H) = c/H; H = Hubble-Konstante


Hubble-Sphäre
Wenn man das Hubble-Gesetz als linear annimmt, dann gibt es in der Entfernung r(H) von uns eine sphärische Fläche, auf der sich Galaxien mit der Geschwindigkeit c von uns entfernen. Nachdem diese Sphäre kein physikalischer Rand sein kann, muss man annehmen, dass die Objekte jenseits dieser Sphäre sich mit v>c von uns entfernen.

Die SRT verlangt, dass es keine Relativbewegung zweier Objekte durch den Raum mit v>c geben darf. Dass sich die Galaxien jenseits der Hubble-Sphäre mit v>c von uns entfernen, ist kein Widerspruch zur SRT, weil es sich bei der Universum-Expansion nicht um eine Bewegung der Galaxien durch den Raum handelt, sondern der Raum selbst bewegt sich und ist Träger der Fluchtbewegung. Die Galaxien ruhen darin. Der kosmische Raum kann sich mit jeder beliebigen Geschwindigkeit ausdehnen, ohne die SRT zu verletzen, weil wir es nicht mit Geschwindigkeiten im Raum zu tun haben, sondern mit der Ausdehnung des Raumes selbst.


Kosmischer Ereignishorizont
Wolfgang Rindler nennt diesen Horizont den "absoluten" Horizont. Existenz und Bewegung des kosmischen Ereignishorizonts hängen von der Art der Expansion ab. Jenseits dieses Horizonts liegen Ereignisse, die wir niemals sehen können, er ist die absolute Grenze unseres Einflussbereiches. Die Photonen eines Lichtsignals kommen nicht schnell genug gegen die durch die Universum-Expansion resultierende Raumausdehnung an. Ab einer bestimmten Entfernung kann das Licht nicht mehr so schnell "rennen", als dass es uns je erreichen könnte. Diese Grenze nennt man den Kosmischen Ereignishorizont (im Unterschied zum Ereignishorizont beim Schwarzen Loch). Jenseits des kosmischen Ereignishorizonts befinden sich Weltlinien, die den Lichtkegel des Beobachters niemals schneiden werden.

Der Ereignishorizont verkleinert sich mit der Zeit. Dies bedeutet, dass Galaxien, die sich hier und heute innerhalb des beobachtbaren Universums befinden, zu einem späteren Zeitpunkt unbeobachtbar werden. Allerdings kann das Licht, das diese Galaxien vor der "Begegnung" mit dem Ereignishorizont emittiert haben, uns doch noch erreichen, falls das Universum lange genug existiert.


Mitbewegtes Bezugssystem (Komobiles System)
Wenn man auf der Oberfläche eines expandierenden Gummiballons Breiten- und Längenkoordinaten zeichnet, dann sind diese als mitbewegte Koordinaten ansehbar. Ein Punkt auf der Oberfläche eines expandierenden Ballons verändert seine Position hinsichtlich dieser Koordinaten nicht. In diesem Fall können wir uns den Maßfaktor als den Radius der Ballonoberfläche vorstellen. Die Entfernung zwischen zwei Punkten auf der Oberfläche ist die konstante Koordinaten-Entfernung, gemessen in Breite und Länge, multipliziert mit dem Radius R. In früherer Zeit sprach man häufig vom Maßfaktor als dem "Radius des Universums", und aus diesem Grunde wird er bis heute mit dem Symbol R bezeichnet. Der Ausdruck Radius des Universums kann jedoch irreführend sein, weil einige Universa eben sind; besser ist es deshalb, einen Ausdruck wie Maßfaktor zu gebrauchen.

Im Friedmann-Modell ergibt sich die Wahl des Bezugssystems als das Koordinatennetz, das zusammen mit dem Galaxiensystem expandiert. Die Galaxien befinden sich relativ zu diesem Netz in Ruhe. Ein solches System wird mitbewegtes Bezugssystem genannt. Mitbewegte Gegenstände haben ihre Weltlinien senkrecht zum kosmischen Raum - jenen Raum, der eine uniforme Krümmung besitzt und sich uniform ausdehnt.


Technisch beobachtbares Universum
Der Rand dieses Gebietes wird vom Auflösungsvermögen der Teleskope bestimmt. Die Größe des beobachtbaren Universums bestimmt sich also durch den jeweiligen Stand der Technik.


Teilchenhorizont
Der Teilchenhorizont definiert sich durch die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit: er ist der geometrische Ort aller Ereignisse, von denen Lichtsignale gerade noch eingetroffen sein können. Wir können nur Ereignisse beobachten, die innerhalb unseres Vergangenheits-Lichtkegels stattgefunden haben. Jenseits des Teilchenhorizonts befinden sich Weltlinien, die den Lichtkegel des Beobachters zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht schneiden. Der Teilchenhorizont bezieht sich auf "hier und jetzt bei uns" und nicht auf das Urknall-Ereignis.

Nur Licht, das innerhalb dieses Vergangenheits-Lichtkegels emittiert wurde, kann bis zu uns vorgedrungen sein. Der Begrenzungsraum dieses Gebietes ist eine Kugeloberfläche. Diese Kugeloberfläche wird als Teilchenhorizont bezeichnet. Dieser Teilchenhorizont stellt also den Limes unseres Gesichtfeldes dar, er umfasst das beobachtbare Universum und vergrößert sich mit der Zeit. Beobachtungen sind deshalb hier und jetzt maximal bis zum Teilchenhorizont möglich, der allerdings mit der Zeit größer wird. Er wächst ständig und dabei werden immer mehr Galaxien sichtbar, die vorher unsichtbar waren.


Weyls Prinzip
Im Jahre 1923 vermutete Weyl, die Galaxien haben divergierende Weltlinien und die Galaxien seien im Raum stationär, der senkrecht auf diesen divergierenden Weltlinien steht. In diesem Raum haben die Galaxien eine gemeinsame Zeit, die sog. kosmische Zeit. Aus dieser Vermutung folgte der Begriff der mitbewegten Koordinaten, und Weyls Prinzip wurde von Robertson und Walker im Jahr 1935 zu den homogenen isotropen Raumzeiten entwickelt, die heute als Robertson-Walker-Metrik der kosmischen Zeit und des uniform gekrümmten Raumes bekannt sind.

Knut Hacker
15.10.10, 20:22
Danke Bauhof,

solche Systematik liebe ich.

Nur eine Frage: auf welche "Teilchen" bezieht sich der "Teilchenhorizont"?

Marco Polo
15.10.10, 21:22
"Durch den Prozess der kosmetischen Inflation...

Es gibt eine kosmetische Inflation? Sachen gibts...:rolleyes:

Marco Polo
15.10.10, 22:27
Hi Eugen,

das nenne ich mal einen wirklich gelungenen Beitrag. Sehr lehrreich, wie ich finde. Du und auch Timm habt endlich mal Licht in die doch recht anspruchsvolle Thematik gebracht.

Bauhof
16.10.10, 09:45
Danke Bauhof, solche Systematik liebe ich. Nur eine Frage: auf welche "Teilchen" bezieht sich der "Teilchenhorizont"?

Hallo Knut Hacker,

auf die Lichtteilchen, auch Photonen genannt.

M.f.G. Eugen Bauhof

Timm
16.10.10, 11:19
Hallo Eugen,

eine wirklich umfangreiche Auflistung, vielen Dank!

Teilchenhorizont
Der Teilchenhorizont definiert sich durch die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit: er ist der geometrische Ort aller Ereignisse, von denen Lichtsignale gerade noch eingetroffen sein können.

Man sollte allerdings zwischen Teilchen- und Licht-Horizont unterscheiden. Darauf hatte ich ja bereits hingewiesen. Aus der Zeit vor der Freisetzung der kosmischen Mikrowellenstrahlung erreichen uns keine Photonen, wohl aber zumindest im Prinzip Gravitationswellen und Neutrinos (deshalb Teilchen-Horizont).

Hier
http://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe
noch etwas mehr dazu:
Sometimes a distinction is made between the visible universe, which includes only signals emitted since the last scattering time, and the observable universe, which includes signals since the beginning of the cosmological expansion (the Big Bang in traditional cosmology, the end of the inflationary epoch in modern cosmology). The radius of the observable universe is about 2% larger than the radius of the visible universe by this definition.[citation needed]
The age of the Universe is about 13.75 billion years, but due to the expansion of space we are now observing objects that are now considerably farther away than a static 13.75 billion light-years distance. The diameter of the observable universe is estimated to be about 28 billion parsecs (93 billion light-years),[1] putting the edge of the observable universe at about 46-47 billion light-years away.

Was hier "observable universe" genannt wird, findet man in anderen Publikationen unter Teilchen- oder Partikelhorizont.

Noch eine Bemerkung zum kosmischen Ereignishorizont. Man glaubte ja bis vor 12 Jahren noch, die Expansion des Universums würde sich verlangsamen, mit der Folge, daß im Laufe der Äonen mehr und mehr Galaxien beobachtbar sein sollten. Mit der Entdeckung der beschleunigten Expansion hat dieses Bild sich jedoch grundsätzlich gewandelt und zur Definition eines kosmischen Ereignishorizontes geführt, in Analogie zu dem Ereignishorizont schwarzer Löcher.

Gruß, Timm

Knut Hacker
16.10.10, 17:01
Es gibt eine kosmetische Inflation? Sachen gibts...:rolleyes:
Ja, Marco Polo, der Ärger mit der automatischen Spracherkennung hat auch heitere Seiten!

Bauhof
16.10.10, 17:49
Hallo Eugen, eine wirklich umfangreiche Auflistung, vielen Dank! Man sollte allerdings zwischen Teilchen- und Licht-Horizont unterscheiden. Darauf hatte ich ja bereits hingewiesen. Aus der Zeit vor der Freisetzung der kosmischen Mikrowellenstrahlung erreichen uns keine Photonen, wohl aber zumindest im Prinzip Gravitationswellen und Neutrinos (deshalb Teilchen-Horizont).

Hallo Timm,

Dierck-Ekkehard Liebscher schreibt zum Thema "Teilchenhorizont" auf Seite 65 folgendes:

Der Teilchenhorizont ist also der Limes des Gesichtfeldes, der Ereignishorizont der Limes des Einflussbereiches. Der Teilchenhorizont begrenzt unseren Gesichtskreis und vergrößert sich mit der Zeit.

Es werden offenbar verschiedene Definitionen für den Teilchenhorizont verwendet. Bei Dierck-Ekkehard Liebscher sieht es m.E. so aus, als wären mit Teilchen nur Photonen gemeint ("Gesichtskreis"), aber keine Gravitationswellen.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Dierck-Ekkehard Liebscher
Kosmologie.
Einführung für Studierende der Astronomie, Physik und Mathematik.
Leipzig 1994
ISBN=3-335-00396-9
http://www.amazon.de/Kosmologie-Dierck-Ekkehard-Liebscher/dp/3335003969/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1287244308&sr=1-1

P.S.
Leider kann ich mit englischen Texten nicht viel anfangen.

Timm
16.10.10, 19:42
Es werden offenbar verschiedene Definitionen für den Teilchenhorizont verwendet. Bei Dierck-Ekkehard Liebscher sieht es m.E. so aus, als wären mit Teilchen nur Photonen gemeint ("Gesichtskreis"), aber keine Gravitationswellen.


Ja, es gibt unterschiedliche Definitionen, Eugen, habe ich auch festgestellt. Ich bevorzuge die Unterscheidung Teilchen/ Lichthorizont, einfach deshalb, weil es physikalisch gesehen Sinn macht.

Gruß, Timm

Knut Hacker
16.10.10, 20:21
Bewegung des Raumes
Die Objekte, die sich im diesem "bewegten Raum" befinden, ruhen. (Siehe hierzu auch "Mitbewegtes Bezugssystem").
b]Kosmischer Ereignishorizont[/b]
. Die Photonen eines Lichtsignals kommen nicht schnell genug gegen die durch die Universum-Expansion resultierende Raumausdehnung an. Ab einer bestimmten Entfernung kann das Licht nicht mehr so schnell "rennen", als dass es uns je erreichen könnte.
Mitbewegtes Bezugssystem (Komobiles System)
Im Friedmann-Modell ergibt sich die Wahl des Bezugssystems als das Koordinatennetz, das zusammen mit dem Galaxiensystem expandiert. Die Galaxien befinden sich relativ zu diesem Netz in Ruhe. Ein solches System wird mitbewegtes Bezugssystem genannt.

Mitbewegung mit der Expansion (Ruhe) oder Hinterherhinken hinter der Expansion? Siehe die fett gedruckten Stellen.
In dem von mir oben gegebenen Link heißt es dagegen:
"Es ist zu berücksichtigen, dass sich das Universum weiter ausgedehnt hat, während sich das Licht vom Beobachtungs-Horizont zu uns bewegt hat (bereits zurückgelegte Strecken sind nachträglich länger geworden)."

Darf ich auch noch einmal an meine Frage zum Verhältnis Flachheit des Universums/Krümmung der Raumzeit erinnern?

Bauhof
17.10.10, 08:57
Darf ich auch noch einmal an meine Frage zum Verhältnis Flachheit des Universums/Krümmung der Raumzeit erinnern?

Hallo Knut Hacker,

deine Frage hatte ich bereits beantwortet, indem ich den Tippfehler in meinem Beitrag korrigiert habe.

Siehe hier: http://www.quanten.de/forum/showpost.php5?p=55830&postcount=3

M.f.G. Eugen Bauhof

Harti
17.10.10, 09:08
Hallo Eugen Bauhof,

da Du ja ausdrücklich um Nachfragen bittest, erlaube ich mir mal eine.

Aus der kosmischen Rotverschiebung des Lichts wird auf eine beschleunigte Expansion des Universums geschlossen.

Beschleunigung muss nun allerdings nicht immer in einer Erhöhung der Geschwindigkeit auf einer Geraden bestehen, sie kann auch in einer Richtungsänderung bei gleichbleibender Geschwindigkeit bestehen ( Beispiel:Schwerkraftwirkung in einem gleichförmig rotierenden Himmelslabor).
Wenn nun das Universum in seiner Gesamtheit gekrümmt ist und das Licht eine gekrümmte Bahn durchläuft, kann dies auch als Beschleunigung gedeutet werden und die Rotverschiebung wäre mit der Krümmung des Raumes erklärbar. Ein beschleunigte Ausdehnung des Universums wäre bei dieser Interpretation der kosmischen Rotverschiebung nicht mehr feststellbar.
Gibt es Wissenschaftler, die diese Auffassung vertreten, oder ist es Blödsinn, was ich mir ausgedacht habe ? :)

MfG
Harti

Bauhof
17.10.10, 09:34
Aus der kosmischen Rotverschiebung des Lichts wird auf eine beschleunigte Expansion des Universums geschlossen.

Hallo Harti,

aus der kosmischen Rotverschiebung wurde zunächst mal gar nicht auf eine beschleunigte Expansion des Universums geschlossen, sondern nur auf eine Expansion schlechthin.

Früher glaubte man sogar, dass diese Expansion insgesamt bis heute durch die Massen abgebremst wird.

Auf eine Beschleunigung der Expansion wurde duch zusätzliche Beobachtungen geschlossen.

M.f.G. Eugen Bauhof

Timm
17.10.10, 10:03
Mitbewegung mit der Expansion (Ruhe) oder Hinterherhinken hinter der Expansion? Siehe die fett gedruckten Stellen.

In dem von mir oben gegebenen Link heißt es dagegen:
"Es ist zu berücksichtigen, dass sich das Universum weiter ausgedehnt hat, während sich das Licht vom Beobachtungs-Horizont zu uns bewegt hat (bereits zurückgelegte Strecken sind nachträglich länger geworden)."


Zwischen den beiden Aussagen besteht kein Widerspruch, Knut, falls Du das vermutest.

"Mitbewegt" bezieht sich auf Materieansammlungen, die gravitativ gebunden sind. Ein Galaxienhaufen ist so eine Ansammlung. Die dazugehörigen Galaxien driften nicht als Folge der Expansion des Universums auseinander, weil der gravitative Zusammenhalt stärker ist.

Licht hingegen ist nicht mitbewegt, es breitet sich im Wettstreit mit der Expansion aus. Ähnliches gilt für Neutrinos und Gravitationswellen,

Gruß, Timm

Harti
17.10.10, 12:04
=Bauhof;56089
aus der kosmischen Rotverschiebung wurde zunächst mal gar nicht auf eine beschleunigte Expansion des Universums geschlossen, sondern nur auf eine Expansion schlechthin.
Auf eine Beschleunigung der Expansion wurde duch zusätzliche Beobachtungen geschlossen.

Hallo Eugen Bauhof,

die Annahme einer beschleunigten Bewegung ist für die Beantwortung meiner Frage nicht erforderlich. Eine kräftefrei Bewegung kann sowohl geradlinig wie auch auf einer gekrümmten Bahn vorgestellt werden; Beispiel für Letzteres (angenähert) die Satelliten im Orbit, bei denen sich Zentripetalkraft (ich bin mir nicht sicher, ob es nich Trägheit heißen muss) und Gravitation weitgehend aufheben.

Ich will versuchen, meine Frage anhand des Luftballonmodells zu erläutern.

Auf der Ballonoberfläche wird von einem Objekt Licht zu mir ausgesandt und ich stelle durch die kosmische Rotverschiebung des Lichtes fest, dass sich die Distanz zwischen mir und dem Objekt vergrößert hat. Wenn sich das Licht geradlinig ausgebreitet hat, muss der Luftballon sich in dem Zeitraum, den das Licht bis zu mir brauchte, ausgedehnt haben; wenn sich das Licht auf der Oberfläche gekrümmt zu mir bewegt hat, kann ich nur schließen, dass sich die Distanz zwischen mir und dem aussendenden Objekt ohne Ausdehnung des Luftballons vergrößert, wir uns mit anderen Worten innerhalb des geschlossenen Systems auseinander bewegen.

Meine Frage lautet deshalb:

Wie unterscheidet sich Licht, das mich auf einer geraden Bahn erreicht, von Licht, das mich auf einer gekrümmten Bahn erreicht ?

MfG
Harti :confused:

JoAx
17.10.10, 15:38
Hallo Harti!


Beschleunigung muss nun allerdings nicht immer in einer Erhöhung der Geschwindigkeit auf einer Geraden bestehen,


Hier wird ja nicht von einer Beschleunigung eines Körpers gesprochen. In diesem Fall gibt es nur lineare Beschleunigung, so zu sagen. Der Raum kann statisch sein = "Ruhe", gleichmässig expandieren = "+v", gleichmässig kontrahieren = "-v", beschleunigt expandieren = "+a", beschleunigt kontrahieren = "-a". Es ist ein eindimensionaler Fall, so zu sagen. Da gibt es kein zu einem auf einer Kreisbahn bewegten Objekt analoges Verhalten.


Wie unterscheidet sich Licht, das mich auf einer geraden Bahn erreicht, von Licht, das mich auf einer gekrümmten Bahn erreicht ?


Die Frequenz selbst gibt hier keine Antwort. Beim Nachweis der Lichtablenkung durch die Sonne hat man festgestellt, dass der Stern an der "falschen" Stelle zu sehen war. Bei den Grossen Skalen ist das kein geeignetes Mittel. Da analysiert man das Abbild eines grösseren Gebietes des Universums. Sehen wir diesen "grösser", als dieses sein sollte, so zu sagen, dann hat die Raumzeit, während das Licht zu uns unterwegs war, beschleunigt kontrahiert (global positiv gekrümmt). Sieht es dagegen "kleiner" aus, hat es eine beschleunigte Expansion gegeben (global negativ gekrümmt).


Gruss, Johann

Timm
18.10.10, 10:51
Wie unterscheidet sich Licht, das mich auf einer geraden Bahn erreicht, von Licht, das mich auf einer gekrümmten Bahn erreicht ?


Diese Unterscheidung gibt es nicht, Harty. Licht nimmt immer den Weg, für den es die kürzeste Zeit benötigt. Auch im Ballon-Modell steht Licht nur ein Weg zur Verfügung, der auf dem Großkreis. Möglicherweise schwebt Dir die Abkürzung in Form einer Sekante vor. Dazu müßte das Licht das Universum verlassen.

Gruß, Timm

Knut Hacker
18.10.10, 17:52
Hallo Knut Hacker,

deine Frage hatte ich bereits beantwortet, indem ich den Tippfehler in meinem Beitrag korrigiert habe.

Siehe hier: http://www.quanten.de/forum/showpost.php5?p=55830&postcount=3



Hallo Bauhof,
deine Antwort hatte ich schon gelesen und daher auch Anlass für deine Korrektur gegeben.
Für mich bleibt aber noch die Frage,ob die Entdeckung der "Flachheit" des Universums deshalb, weil sie eine großskalige Krümmung der Raumzeit lediglich nicht ausschließt und lediglich lokale Krümmungen in Materienähe unberührt lässt, die ART erschüttert,die ja definitiv von einer universalen Krümmung der Raumzeit ausgeht.

Bauhof
18.10.10, 18:26
Hallo Bauhof,
deine Antwort hatte ich schon gelesen und daher auch Anlass für deine Korrektur gegeben. Für mich bleibt aber noch die Frage,ob die Entdeckung der "Flachheit" des Universums deshalb, weil sie eine großskalige Krümmung der Raumzeit lediglich nicht ausschließt und lediglich lokale Krümmungen in Materienähe unberührt lässt, die ART erschüttert,die ja definitiv von einer universalen Krümmung der Raumzeit ausgeht.

Hallo Knut Hacker,

die ART kann dadurch nicht erschüttert werden, denn eine mögliche universale Krümmung der Raumzeit ist nur eine Option der ART bei einer bestimmten Parametrisierung der kosmologischen ART-Gleichungen.

Was ich lediglich zum Ausdruck bringen wollte: In der Literatur wird oft aus der beobachteten Flachheit sofort auf die entsprechende Topologie des Universums geschlossen. Und das halte ich für falsch, weil die jetzige Messgenauigkeit eine globale (universale) Krümmung = Null nicht hergibt.

Außerdem ist eine Krümmung k = 0 höchst unwahrscheinlich, weil es unendlich mehr Möglichkeiten mit k < 0 und k > 0 gibt.

M.f.G. Eugen Bauhof

P.S
So ähnlich ist das auch mit dem Problem der Planetenbahnen. Warum sind die Planetenbahnen nicht exakt kreisförmig? Antwort: Weil es nur eine Kreisform giibt, aber unendlich viele verschiedene Ellipsenformen.

JoAx
28.10.10, 02:30
Hi Leute!

Habe hier ein interessantes populerwissenschaftliches Artikel zum Thema gefunden:

http://www.scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2010/09/wie-gross-ist-das-beobachtbare-universum.php

Auch die "Nachbesprechung" durcharbeiten, bitte. Besonders die Kommentare von einem gewissen "Nils".

http://www.physics.uq.edu.au/download/tamarad/astro/scienceimages/SpacetimeDiagramPH.jpg

"Sachen gibt's! Die gibt's gar nicht!" :rolleyes:


Gruss, Johann

NACHTRAG:


Für die Galaxie, die den Ereignishorizont überquert, laufen entferne Uhren aber nicht schneller ab, wie es bei der Überquerung eines Ereignishorizontes eines schwarzen Loches wäre. Das liegt daran, dass der kosmologische Ereignishorizont vom Beobachter abhängig ist, jeder Beobachter hat einen anderen Ereignishorizont.


Da widerspricht Nils offenbar meiner Einschätzung in einem anderen Thread. Hmmm... :mad:
Muss weiter nachgrübeln.

Knut Hacker
29.10.10, 18:11
Der Verfasser des Artikels, auf den JoAx hingewiesen hat,ist Physiker und räumt ein,sich in der Sache mit den verschiedenen Horizonten bisher geirrt zu haben.Ich finde das tröstlich, wenn selbst ein Fachmann hier Schwierigkeiten hat. Denn:
Ich glaubte, dass sich das im Threadöffner aufgeworfene Problem durch die von Bauhof hier eingestellten Übersichten gelöst habe. Aber irgendwie checke ich das Ganze doch noch nicht so richtig.Denn:

Erst kürzlich war wieder in der Presse zu lesen, dass Hubble eine Galaxie aus der Zeit der Entstehung der ersten Galaxien entdeckt hat.Gehen wir einmal davon aus, dass diese Galaxie vor 13 Milliarden Jahren entstanden sei. Dann war das erste Licht dieser Galaxie 13 Milliarden Jahre bis zur Raumsonde unterwegs.Es hatte aber nicht lediglich die Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren zurückgelegt.Denn der Raum zwischen der damaligen Galaxie und Hubble hatte sich ja ausgedehnt.
Das Licht konnte Hubble nur erreichen, wenn sich der Raum zwischen der Galaxie und der Raumsonde in der Zeit, in der das Licht unterwegs war, im Durchschnitt mit weniger als der Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt hatte.
Aber zu dem Zeitpunkt, als dieses erste Licht ausgestrahlt wurde, waren sich die Raumposition, die die Galaxie damals eingenommen hatte, und die Raumposition, die Hubble heute einnimmt, noch sehr nahe im Vergleich zur heutigen Distanz .
Hätte denn dann nicht das Licht schon längst die Entfernung zwischen den beiden Objekten überwinden müssen? Es kommt auf die Entfernung an.Also können wir doch nur die Entstehung solcher erster Galaxien beobachten, in Bezug auf die sich der Zwischenraum zu uns mit weniger als Lichtgeschwindigkeit ausgebreitet hat und in Bezug auf die zum Zeitpunkt der ersten Ausstrahlung von Licht die Entfernung zu der Raumposition, die heute unsere Erde einnimmt, gerade so bemessen war, dass das Licht erst heute bei uns ankommt.
Dann wäre es also mehr oder weniger Zufall, ob wir die Vorgänge von damals heute noch beobachten können. Es wird aber in der Astrophysik das Gegenteil behauptet. Man könne die Vorgänge kurz nach dem Urknall jederzeit beobachten, wenn man nur über entsprechend empfindliche Aufnahmegeräte für die damals ausgesandten Strahlungen verfüge.

Marco Polo
29.10.10, 22:58
Da widerspricht Nils offenbar meiner Einschätzung in einem anderen Thread. Hmmm... :mad:
Muss weiter nachgrübeln.

Hi Johann,

ich sehe das auch so, dass der kosmologische Ereignishorizont vom Beobachter abhängt.

So wäre z.B. der Ereignishorizont in einem fiktiven homogenen Gravitationsfeld ebenfalls vom Beobachter abhängig.

Entsprechend ist der Abstand des Ereignishorizontes im Schlepptau eines beschleunigten Bezugssystems von der Höhe der Beschleunigung abhängig.

JoAx
30.10.10, 17:55
Hallo Knut!

Nur ganz kurz und schnell.


Hätte denn dann nicht das Licht schon längst die Entfernung zwischen den beiden Objekten überwinden müssen?


Lies die nachvolgenden Beiträge im Blog, im Anschluss an das eigentliche Artikel. Da geht ein gewisser "Nils" auch auf diese Frage ein.


Man könne die Vorgänge kurz nach dem Urknall jederzeit beobachten, wenn man nur über entsprechend empfindliche Aufnahmegeräte für die damals ausgesandten Strahlungen verfüge.


Das erste Licht, also em. Strahlung ist ca. 300 - 400 Tausend Jahre nach dem Urknall freigeworden, das Universum ist damals für em. Strahlung durchsichtig geworden. Dieses Licht können wir beobachten. Das, was wir Heute tatsächlich sehen ist Licht, das diesen Tropfen bildet (light cone). So sieht der Lichtkegel, wenn es in einer gekrümmten Raumzeit unterwegs war. :)


Gruss, Johann

Knut Hacker
30.10.10, 18:58
Hallo JoAx,
hatte schon alles gelesen, aber meine spezielle Frage nicht beantwortet gefunden. Stephen Hawking sieht das alles in seinem Buch " Das Universum in der Nussschale ", insbesondere auf Seite 128, wohl etwas anders. Er kennt nur den Eigenishorizont, der im Expansionstrichter schräg zur Zeitachse verläuft und daher ellipsenförmig erscheint,wobei der obere Trichterrand immer und für alle Zukunft von diesem Ereignishorizont tangiert wird.Demnach fallen auch Strahlungen von einst nahen Quellen nur teilweise in den Ereignishorizont.
Seltsam, dass dieses grundlegende Thema auch Experten Schwierigkeiten zu bereiten scheint.

Marco Polo
31.10.10, 06:11
Hallo Knut

Hallo JoAx,
hatte schon alles gelesen, aber meine spezielle Frage nicht beantwortet gefunden. Stephen Hawking sieht das alles in seinem Buch " Das Universum in der Nussschale ", insbesondere auf Seite 128, wohl etwas anders. Er kennt nur den Eigenishorizont, der im Expansionstrichter schräg zur Zeitachse verläuft und daher ellipsenförmig erscheint,wobei der obere Trichterrand immer und für alle Zukunft von diesem Ereignishorizont tangiert wird.Demnach fallen auch Strahlungen von einst nahen Quellen nur teilweise in den Ereignishorizont.
Seltsam, dass dieses grundlegende Thema auch Experten Schwierigkeiten zu bereiten scheint.

Schau dir die Abb. 4.18 auf Seite 128 doch mal etwas genauer an.

Du wirst dann feststellen, dass bei der hier um eine Dimension reduzierten Darstellung, zwei verschiedene Darstellungen des Ereignishorizontes aus zwei verschiedenen Blickwinkeln dargestellt werden.

Von wegen:


Er kennt nur den Eigenishorizont, der im Expansionstrichter schräg zur Zeitachse verläuft und daher ellipsenförmig erscheint...

Unter der Abbildung steht "Ereignishorizont des Beobachters" gleich zweimal. Einmal schräg betrachtet. Einmal gerade.

p.s. In einer höherdimensionalen Darstellung wären beide Blickrichtungen aber identisch. Populärwissenschaftliche Literatur kann man eh in die Tonne kloppen, wenn man ein tiefergehendes Verständnis der Zusammenhänge anstrebt.

Ich habe alle Bücher von Hawking. Allen ist eines gemein: Sie dienen lediglich der Kurzweil.

Bauhof
31.10.10, 10:37
... ich sehe das auch so, dass der kosmologische Ereignishorizont vom Beobachter abhängt.

Hallo Marc,

aber es gibt trotzdem einen Horizont, den Wolfgang Rindler [1] den "absoluten Horizont". nennt. Dieser ist nicht vom Bewegungszustand des Beobachters abhängig. Das schließe ich jedenfalls aus einer Bemerkung von Bernulf Kanitscheider in seinem Aufsatz [2]:

Es ist wichtig zu betonen, dass die Horizonte nicht nur dadurch entstehen, dass die Beobachter mit bestimmten Fundamentalteilchen verbunden bleiben; wenn man Beobachtern erlaubt, mit v<c durch das Universum zu streifen, dann erhöht sich zwar die Klasse der beobachtbaren Ereignisse, es bleibt jedoch auch dann eine etwas verschobene Grenze vorhanden, die Rindler den absoluten Horizont nennt.

Diese absolute Grenze lässt die Existenz von Ereignissen zu, die niemals in die zeitliche Erfahrung eines Beobachters eintreten können, wie lange er auch lebt und wie schnell er sich auch bewegt.

Jetzt wäre nur noch zu klären ob der kosmologische Ereignishorizont mit Rindlers absoluten Horizont identisch ist. Vielleicht besitzt hier jemand die
Original-Publikation [1]. Ich besitze sie nicht. Das Buch gibt es leider nur in englischer Sprache.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Wolfgang Rindler
Essential Relativity, Special, General, and Cosmological, Reviewed Second Edition.
Berlin 1977. Springer-Verlag
Nur noch antquarisch greifbar, z.B. hier:
http://iwww.zvab.com/displayBookDetails.do?itemId=60139806&b=1

[2] Bernulf Kanitscheider
Der Gesetzesbegriff in der Kosmologie.
Aufsatz in:
Rudolf Haller und Johann Götschl (Hrsg.)
Philosophie und Physik.
Braunschweig 1975
ISBN=3-528-08335-2
http://www.amazon.de/Philosophie-Physik-Rudolf-Haller/dp/3528083352/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1288517018&sr=1-1

Marco Polo
31.10.10, 11:42
Guten Morgen Eugen,

der EH eines SL´s stellt sich für jeden Beobachter gleich dar, ist also sowohl vom Bewegungszustand des Beobachters als auch von seiner Entfernung zum SL unabhängig. Ich denke, da gehen wir konform.

Wie ist das aber beim kosmologischen EH? Dieser ist sozusagen ortsabhängig.

Soll heissen, dass aus unterschiedlichen Raumzeitpunkten betrachtet der kosmologische EH variiert. Mal ist er an der Stelle, mal ist er an einer anderen Stelle, die vom Beobachter abhängt.

Für uns (Erdbeobachter) ist dieser EH an einer anderen Stelle als für einen Beobachter in der Andromedagalaxie. Diese "Stellen" sind lediglich gleich weit entfernt.

Wenn aber wir und der Beobachter in der Andromeda-Galaxie die gleiche Entfernung für den kosmologischen EH messen, dann kann dieser EH ja nicht globale Gültigkeit besitzen, da zwischen uns und Andromeda ein raumzeitlicher Abstand besteht. So zumindest meine Logik.

Ich sehe das, wie bereits von mir erwähnt, ähnlich zu einem Beobachter in einem fiktiven homogenen Gravitationsfeld, was einer Beschleunigung entspräche.

Stell dir vor, wir beide würden uns mit Abstand x in diesem befinden.

Du und ich würden den gleichen Abstand zum EH messen. Aber aus unterschiedlichen Raumzeitpunkten.

Für dich wäre der EH an der einen Position und für mich an einer gemäß Abstand x anderen Position. Befänden wir uns aber in einem inhomogen Gravitationsfeld im gleichen Anstand x, dann würden wir trotz unterschiedlichen Abständen zum EH die gleiche Position für diesen EH ausmachen.

Zugegeben. Das mit der Position hört sich ein wenig nach Newton an. Ich denke aber, du weisst worauf ich hinaus will?

Bauhof
31.10.10, 14:24
Wie ist das aber beim kosmologischen EH? Dieser ist sozusagen ortsabhängig.

Hallo Marc,

eine Ortsabhängikeit würde dem kosmologischen Prinzip widersprechen. (Alle Orte im Universum sind gleich). Jeder Beobachter, ganz gleich, wo er sich befindet, sieht den absoluten Horizont (im Sinne von Rindler) im homogenen Universum zum gleichen kosmischen Zeitpunkt gleich weit entfernt.

Natürlich befindet sich dieser fiktive Horizont an verschiedenen Orten, wenn sich die Beobachter an verschiedenen Orten befinden. Aber für jeden Beobachter ist die Entfernung zum absoluten Horizont gleich groß.

Ich denke, da müssten wir den Begriffe "Ortsabhängigkeit" und "Entfernungsabhängigkeit" für dieses Thema genauer fassen.

M.f.G. Eugen Bauhof

Marco Polo
31.10.10, 14:41
eine Ortsabhängikeit würde dem kosmologischen Prinzip widersprechen. (Alle Orte im Universum sind gleich). Jeder Beobachter, ganz gleich, wo er sich befindet, sieht den absoluten Horizont (im Sinne von Rindler) im homogenen Universum zum gleichen kosmischen Zeitpunkt gleich weit entfernt.

Natürlich befindet sich dieser fiktive Horizont an verschiedenen Orten, wenn sich die Beobachter an verschiedenen Orten befinden. Aber für jeden Beobachter ist die Entfernung zum absoluten Horizont gleich groß.

Ich denke, da müssten wir den Begriffe "Ortsabhängigkeit" und "Entfernungsabhängigkeit" für dieses Thema genauer fassen.

Hi Eugen,

genau das ist doch meine Rede. Dieser kosmologische Horizont befindet sich an verschiedenen Orten, da sich auch die Beobachter an verschiedenen Orten befinden.

Natürlich ist die Entfernung zum kosmologischen EH, wie du anschreibst, bei allen Beobachtern gleich gross. Aber auch das war meine Rede.

Beim EH eines SL´s ist das aber nicht gegeben. Da ist der EH immer am gleichen Ort. Es spielt also keine Rolle, wie weit der Beobachter entfernt ist.

Gegensätzlich zum EH eines beschleunigten Bezugssystems also. Oder?

Bauhof
31.10.10, 15:04
Beim EH eines SL´s ist das aber nicht gegeben. Da ist der EH immer am gleichen Ort. Es spielt also keine Rolle, wie weit der Beobachter entfernt ist.

Hallo Marc,

zwischen dem komologischen Ereignishorizont und dem Ereignishorizont eines Schwarzen Loches sehe ich keine Analogie. Nur eines haben sie m.E. gemeinsam: Beide sind fiktiv und lassen sich prinzipiell nicht ausmessen. Denn an diesen beiden fiktiven Orten (EH-Orte) kann man keine Messinstrumente platzieren.

M.f.G. Eugen Bauhof

JoAx
01.11.10, 12:43
Hallo Knut!

http://www.scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/expansion2-thumb-540x322.jpg


hatte schon alles gelesen, aber meine spezielle Frage nicht beantwortet gefunden.


Hier z.B. (http://www.scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2010/09/wie-gross-ist-das-beobachtbare-universum.php#comment144582):


4)
Warum hab ich 3) überhaupt geschrieben?
Folgendermaßen erkläre ich mir, warum man Licht von lichtschnellen oder überlichtschnellen Galaxien sehen kann:
Eine Galaxie, die sich gerade mit Lichtgeschwindigkeit entfernt, ist D = c / H(jetzt) = c/ (70km/s/Megaparsec) = 14 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. Ein Photon, das von dieser Galaxie ausgestossen wird, bewegt sich im Raum mit Lichtgeschwindigkeit auf uns zu. Gleichzeitig entfernt sich das Raumvolumen mit der Galaxie aber mit Lichtgeschwindigkeit von uns. Der Raum bewegt es mit c weg und es fliegt mit c auf uns zu. In der Summe bewegt sich dieses Photon also weder auf uns zu noch von uns weg. Die resultierende Geschwindigkeit des Photons ist deswegen Null.
So, ein paar Milliarden Jahre später. Der Hubble-Parameter hat mit der Zeit abgenommen, H = 60km/s/Megaparsec.
Das bedeutet, der Hubble-Radius ist jetzt D = c / 60km/s/Megaparsec = (70/60) * 14 Milliarden Lichtjahre = 16 Milliarden Lichtjahre.
Die Entfernung, bei der sich Galaxien gerade mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen, liegt mittlerweile bei 16 Milliarden Lichtjahren.
Das Photon war damals allerdings 14 Milliarden entfernt und hat sich damals weder entfernt noch genährt. Nun befindet sich es aber in einem Bereich, in dem sich der Raum deutlich mit Unterlichtgeschwindigkeit von uns entfernt.
Die resultierende Geschwindigkeit ist daher größer als Null.
Deswegen kann uns das Photon jetzt erreichen. Obwohl sich die Galaxie, die es ausgestoßen hat, mit Lichtgeschwindigkeit oder Überlichtgeschwindigkeit entfernt hat und noch immer entfernt.


Oder hier (http://www.scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2010/09/wie-gross-ist-das-beobachtbare-universum.php#comment144677)
("beschreibt jetzt unter anderem, wie sich die Photonen verhalten, die vor 400 tausend Jahren ausgesandt wurden."
hier müsste es
"beschreibt jetzt unter anderem, wie sich die Photonen verhalten, die 400 tausend Jahre nach dem Urknall ausgesandt wurden."
heissen, denke ich):


Der Lichtkegel
beschreibt jetzt unter anderem, wie sich die Photonen verhalten, die vor 400 tausend Jahren ausgesandt wurden. (Bzw bei einem Zeitpunkt t fast Null.) Ich hab 400 tausend Jahre genommen, weil das die Zeit der Entstehung der kosmischen Hintergrundstrahlung ist. Von Zeiten davor können wir gar kein Licht sehen. Davor war das Universum undurchsichtig für Licht.)
Da ist die jetzt die Tropfenform des Lichtkegels bemerkenswert.
Dei Tropfenform bedeutet, dass sich diese Photonen in den ersten Milliarden Jahren sogar von uns entfernt haben. Erst nach etwa 3 Milliarden Jahren bekommen sie die Kurve und nähern sich uns an. Genau beim heutigen Alter des Universums erreichen sie uns.
Ebenfalls bemerkenswert ist, dass dieses Photon, das in unserer unmittelbaren Nähe abgestrahlt wurde, sich zunächst etwa 5 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt hat und uns erst nach 14 Milliarden erreichen konnte.
Obwohl dieses Photon im Falle eines Photons der Hintergrundstrahlung zur Zeit der Abstrahlung nur 40 Millionen Lichtjahre von uns entfernt war.


Ich denke, dass sollte deine Frage doch beantworten. Wenn nicht, dann sag, warum nicht.


Gruss, Johann

Knut Hacker
02.11.10, 15:50
Ich denke, dass sollte deine Frage doch beantworten. Wenn nicht, dann sag, warum nicht.

Vielen Dank,JoAx!
Das ist genau die Antwort, die ich gesucht habe.
Aber auch auf die Gefahr hin, dass ich mich g´scheit blamiere, muss ich gestehen, dass ich mit der Interpretation der „unteren“ Tropfenform noch Schwierigkeiten habe.Warum entfernten sich in den ersten Milliarden Jahren nach dem Urknall die Strahlenteilchen, die damals ausgesandt worden waren, von der Raumposition, die heute unsere Erde einnimmt und damals der Strahlenquelle noch relativ nahe war? Weil die Expansionsgeschwindigkeit damals auch bei relativ kurzen Entfernungen schon über der Lichtgeschwindigkeit lag? Sie war ja nie konstant. Auch die exponentielle Zunahme, die man vor noch nicht allzu langer Zeit festgestellt hat, setzte ja erst vor ich weiß nicht mehr wie vielen Milliarden Jahren ein.

JoAx
02.11.10, 16:13
Weil die Expansionsgeschwindigkeit damals auch bei relativ kurzen Entfernungen schon über der Lichtgeschwindigkeit lag?


So wird's sein, Knut. Ziemlich gleich nach dem Urknall gab es ja noch die inflationäre Phase, in der der Raum sehr sehr schnell expandierte. Das hat dann nicht schlagartig aufgehöhrt, denke ich mir, sondern brauchte einige Zeit, bis es "moderater" wurde.


Auch die exponentielle Zunahme, die man vor noch nicht allzu langer Zeit festgestellt hat, setzte ja erst vor ich weiß nicht mehr wie vielen Milliarden Jahren ein.


Ja. Sofern sich die exponentielle Zunahme bestätigt, muss die Tröpfchenform im oberen Bereich etwas verändert werden, denke ich.


Gruss, Johann

Reimund
20.02.15, 11:56
Ich bedanke mich für eure Antworten.
Ich komme noch nicht zurande.
Man spricht doch davon, dass kurz nach dem Urknall das Universum entschieden kleiner war als heute, wenngleich es auch immer unbegrenzt war. Die Entfernungen im All waren kürzer.Die Expansion bedeutet, dass von jedem Punkt des Alls aus gesehen alle beobachteten anderen Punkte vom Beobachtungspunkt wegstreben. Also waren doch der Punkt, von dem das Licht eines heute sehr entfernten Sternes (mag es ihn noch geben oder nicht) ausgesandt worden ist, demjenigen Punkt, den heute die Erde einnimmt, näher als heute. Da sich diese beiden Punkte im Zuge der Expansion – unabhängig davon, dass sie unterschiedlich stark war - mit weniger als der Lichtgeschwindigkeit voneinander entfernt haben, muss doch das „alte“ Licht aus dem Frühstadium des Universums längst den Punkt, an dem sich heute die Erde befindet, passiert haben. Tatsächlich ist es aber anders: Unsere Teleskope empfangenen Licht, das in der Anfangszeit des Universums ausgesandt worden ist.
Ich habe meine Frage vor Monaten einmal im hiesigen Planetarium dem Erkenntnistheoretiker und Astrophysiker-Journalisten Rüdiger Vaas .gestellt.Er war zunächst überrascht und sagte: Ja, wir Fachleute sehen manchmal den Wald vor lauter Bäumen nicht. Dann kam er mit einer mordslangen Erklärung, dass sich das Licht ja nach allen Seiten ausbreite, es keine Topologie im Weltall gebe usw. und so fort. Ich bedankte mich artig, obwohl ich nichts verstanden hatte. Ich suche überall in Büchern herum, finde aber meine Fragestellung nirgends und daher auch keine Antwort, erst recht natürlich keine allgemeinverständliche.Vielleicht ist die Frage irgendwie zu dumm?

Hallo Knut,
die erste Reaktion des Herrn Rüdiger Vaas auf deine Frage war sicher die bessere, danach leider nichts Neues.
Ich habe mich ca. zur gleichen Zeit mit diesem Paradoxum beschäftigt und einen Aufsatz dazu geschrieben. ( Hab ich dann aber für mich behalten).
Nur ganz kurz: Deine Frage ist absolut richtig. Schade, wenn man gegen die Wand läuft. Dogmen machen oft kurzsichtig. Freundliche Grüße, Reimund

Ich
20.02.15, 15:19
Hallo Reimund,

du antwortest hier auf einen lange abgeschlossenen Thread. Eröffne stattdessen bitte ein neues Thema.

Beachte, dass eigene Theorien ausschließlich im Unterforum "Theorien jenseits der Standardphysik" diskutiert werden dürfen.