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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 12.06.18, 19:56
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.927
Standard Frage zum Hubble-Radius

Hallo zusammen,

ich habe ein zwei kurze Fragen zum Hubble-Radius:

Aufgrund des moderat anwachsenden Hubble-Radius werden Galaxien, welche sich aktuell noch innerhalb des Hubble-Radius befinden, diesen aufgrund der Expansion des Weltalls mit der Zeit überschreiten.

a) Ist dieses Überschreiten prinzipiell beobachtbar und wenn nein warum nicht? Mit "beobachtbar" meine ich, dass eine Galaxie wärhrend der Beobachtung plötzlich verschwindet, weil sie gerade den Hubble-Radius überquert hat. Spricht die Rotverschiebung am Hubble-Radius von z=1,46 dagegen? Oder gibt es einen anderen Grund? Mir ist bewusst, dass ein Photon, dass vom Hubble-Radius ausgesendet wird, nie zu uns gelangen kann, da dessen Entfernung relativ zu uns stets gleich bleibt.

b) wie verträgt sich das Überschreiten des Hubble-Radius von aktuell noch sichtbaren Galaxien mit der oft zu lesenden Aussage, dass aufgrund des mit der Zeit anwachsenden Hubble-Radius, irgendwann noch mehr Galaxien sichtbar werden, die heute noch nicht sichtbar sind, weil sie sich aktuell noch ausserhalb des Hubbel-Radius befinden?

Widerspricht sich das nicht? Die sich aktuell ausserhalb des Hubble-Radius befindlichen Galaxien, müssten sich doch schneller von uns entfernen, als sich der Hubble-Radius ausbreitet. Schliesslich entfernen sich sogar schon aktuell noch innerhalb des Hubble-Radius befindliche Galaxien schneller von uns, als sich der Hubble-Radius ausbreitet. Wo ist hier mein Denkfehler?

Geändert von Marco Polo (12.06.18 um 20:06 Uhr)
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  #2  
Alt 12.06.18, 22:32
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 707
Standard AW: Frage zum Hubble-Radius

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
a) Ist dieses Überschreiten prinzipiell beobachtbar und wenn nein warum nicht?
Zuerst sollte man sich da klar machen, dass uns das Licht von Galaxien kurz vor dem Hubble-Radius erst in Milliarden Jahren erreichen wird.

Zum anderen sollte man wissen, dass es viele heute beobachtbare Objekte mit einer Rotverschiebung mit z > 2 gibt. Die Grenze bei beobachtbarem z liegt bei ca. 1089 und das ist die kosmische Hintergrundstrahlung.
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Freundliche Grüße, B.
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  #3  
Alt 13.06.18, 08:30
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
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Standard AW: Frage zum Hubble-Radius

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
a) Ist dieses Überschreiten prinzipiell beobachtbar
Nein, die Rotverschiebung geht gegen unendlich (analog zu der eines Objekts, das ins schwarze Loch fällt). Dieser kosmologische Horizont (im Diagramm Ereignishorizont, mehr s. unten) ist außerhalb der Hubble Sphäre, genaueres hier .

Die Hubble Sphäre hat sich im frühen Universum während der Materiedominanz extrem schnell ausgedehnt, sodaß außerhalb emittierte Photonen ins Blickfeld gerieten. Viel später ist es umgekehrt, die Hubble Sphäre wächst langsam (heute) und nähert sich in ferner Zukunft (völlige Lambda Dominanz) einer konstanten Ausdehnung.



Noch zum Ereignishorizont. Licht jenseits (grau) emittiert kann uns niemals erreichen. Dieser Horizont wächst immer langsamer, d.h. mit beschleunigter Expansion wandern Galaxien über ihn hinweg (für uns dann unendlich rotverschoben). Oder salopp, die Expansion überholt den Horizont.
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Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus

Geändert von Timm (13.06.18 um 15:41 Uhr)
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  #4  
Alt 13.06.18, 19:51
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.927
Standard AW: Frage zum Hubble-Radius

Ok, danke erst mal soweit. Werde mich da weiter einlesen.
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  #5  
Alt 13.06.18, 23:01
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 707
Standard AW: Frage zum Hubble-Radius

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Werde mich da weiter einlesen.
Haste die "Ameise auf dem Gummiband" https://en.wikipedia.org/wiki/Ant_on_a_rubber_rope schon mal selber gerechnet? Das fand ich ziemlich hilfreich, um ein Gespür für die Problematik der Kausalität im kosmologischen Standardmodell zu bekommen. Was passiert, wenn das Band nicht kontinuierlich, sondern beschleunigt gedehnt wird? So bekommt man alle Antworten auf dem "Silbertablett" serviert.
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  #6  
Alt 14.06.18, 08:32
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
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Standard AW: Frage zum Hubble-Radius

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
So bekommt man alle Antworten auf dem "Silbertablett" serviert.
Das ist interessant aber ich denke die Antworten setzten die Unterscheidung Hubbble Sphäre vs. Ereigishorizont in Verbindung mit dem Vergangenheitslichtkegel und dem LCDM Modell voraus.
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  #7  
Alt 14.06.18, 09:50
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.355
Standard AW: Frage zum Hubble-Radius

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Ok, danke erst mal soweit. Werde mich da weiter einlesen.
Das Diagramm in "comoving distance" finde übersichtlicher um das Gefühl für die Zusammenhänge zu bekommen.

Mit den starren Abständen zwischen mitbewegten Objekten verlaufen deren Weltlinien (z.B. z=1,3, ...) parallel zu unserer. Bis knapp z = 2 laufen sie zu Beginn in die Hubble Sphäre ein und verlassen sie sehr viel später wieder. Die größte Ausdehnung der Hubble Sphäre markiert den Übergang von gebremster zu beschleunigter Expansion.

Speziell für Deine Fragen ist der Verlauf des Lichtkegels entscheidend. Er zeigt schließlich was wir sehen und gesehen haben. Außerdem in "proper distance" die anfänglich weit überlichtschnelle Expansion. Erst seit ein paar Mrd Jahren näher er sich den 45°, die man lokal erwartet.
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  #8  
Alt 14.06.18, 17:12
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Marco Polo Marco Polo ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
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Standard AW: Frage zum Hubble-Radius

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Nein, die Rotverschiebung geht gegen unendlich...
Laut Wiki ist die Rotverschiebung beim Hubble-Radius aber "nur" z=1,46 und meine Frage war ja sinngemäß, ob eine Galaxie während der Beobachtung diesen Hubble-Radius überschreiten kann und auf einmal aus dem Sichtfeld verschwindet.

Aber habe deine und Bernhards weiteren Beiträge noch nicht genau gelesen. Wahrscheinlich steht da weiteres Interessantes drin.

Aktuell finde ich kaum die Muße dazu (viel um die Ohren).
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  #9  
Alt 14.06.18, 19:35
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
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Standard AW: Frage zum Hubble-Radius

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
b) wie verträgt sich das Überschreiten des Hubble-Radius von aktuell noch sichtbaren Galaxien mit der oft zu lesenden Aussage, dass aufgrund des mit der Zeit anwachsenden Hubble-Radius, irgendwann noch mehr Galaxien sichtbar werden, die heute noch nicht sichtbar sind, weil sie sich aktuell noch ausserhalb des Hubbel-Radius befinden?

Widerspricht sich das nicht? Die sich aktuell ausserhalb des Hubble-Radius befindlichen Galaxien, müssten sich doch schneller von uns entfernen, als sich der Hubble-Radius ausbreitet. Schliesslich entfernen sich sogar schon aktuell noch innerhalb des Hubble-Radius befindliche Galaxien schneller von uns, als sich der Hubble-Radius ausbreitet. Wo ist hier mein Denkfehler?
Habe meinen Denkfehler erkannt. Es ist logisch und nachvollziehbar, dass uns auch das Licht von Galaxien erreichen kann, die sich ausserhalb des Hubble-Radius befinden und damit überlichtschnell von uns fortbewegen.

Das kann man mathematisch nachvollziehen oder auch sehr anschaulich im nachstehenden Video:

https://www.youtube.com/watch?v=XBr4GkRnY04

p.s. das gilt aber nicht zwingend bei beschleunigter Expansion.

Geändert von Marco Polo (14.06.18 um 20:00 Uhr) Grund: nachträglich p.s. eingefügt
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  #10  
Alt 14.06.18, 20:49
Bernhard Bernhard ist offline
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Beiträge: 707
Standard AW: Frage zum Hubble-Radius

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Die Hubble Sphäre hat sich im frühen Universum während der Materiedominanz extrem schnell ausgedehnt
BTW: Das frühe Universum war strahlungsdominiert, siehe Inflation. Das Universum ist auch heute materiedominiert, (natürlicherweise, wie der Blick in den Himmel abend für abend bei gutem Wetter zeigt).
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Freundliche Grüße, B.

Geändert von Bernhard (14.06.18 um 21:46 Uhr)
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