Ausdehnung des Universums?

Moin moin!

Ich bin kein Physiker, gleich vorab. Von Theorie, Mathematik etc. hab ich ja sowas von gar keine Ahnung.

Trotzdem bin ich Philosoph. Ich studiere das.

Nun bin ich durch großzügige YouTube-Recherche auf die Theorie von der Ausdehnung, ja, der Beschleunigung der Ausdehnung des sichtbaren Universums gestoßen.

Ihr wisst schon: Man beobachtet weit entfernte Galaxien, und die Differenz der Spektral-Analysen zwischen zwei Beobachtungen zeigt eine Farbverschiebung hin ins Rote, also die Rot-Verschiebung.

Und wenn man noch weiter entfernte Galaxien anschaut, dann wird diese Differenz immer größer, die Dinger sind also schneller unterwegs als die näher gelegenen.

Könnt ihr noch folgen? Super!

Das Universum dehnt sich aus, kein Zweifel. Die Beobachtungen, oder besser die Deutung dieser Beobachtungen lässt folgenden Kanon zu: Das Universum dehnt sich aus und das immer schneller und schneller. Wie ein Tropfen Wasser, den man auf eine Kugel tropfen lässt, und der beschleunigt umso weiter er die Oberfläche der Kugel hinunterfließt.

Jetzt endlich zu meinem Problem!!!

Wenn wir also so weit entfernte Galaxien anschauen, dann bedeutet das ja, dass wir umso weiter in die Vergangenheit schauen, desto weiter das Ding weg ist.
Gehen wir davon aus, umso näher wir uns dem Urknall nähern, desto größer ist die Beschleunigung des beobachteten Objekts.
Wenn wir etwas anschauen, das uns näher gelegen ist, also seit dem Urknall mehr Zeit vergangen ist, und dieses Objekt dann weniger beschleunigt, dann bedeutet das doch, dass es abgebremst wurde.

Oder???

???

Ich bin ratlos, und ich freue mich sehr auf die Diskussion. Peace out, Freunde :)

Ich hab versucht deinen Gedankengang nachzuvollziehen, aber ich schaffs leider nicht. Wo ist genau das Problem?
Das Älteste was wir sehen können ist der Moment, als das Universum transparent wurde, das ist die Hintergrundstrahlung. Man sieht quasi eine riesige Wand. Das Licht dieser Wand wurde seitdem extrem langgestreckt, weil sich das Universum ausdehnte, deswegen ist es sehr langwellig.

Alles was nach diesem Ereignis kam ist
1) näher dran (weil es noch nicht so viel Zeit hatte sich von uns weg zu bewegen), und
2) langsamer (weil es nicht so weit weg ist)

Dementsprechend ist das Licht von da nicht mehr ganz so langwellig.
Auch war es so, dass das Universum kurz nachm Urknall vermutlich sogar besonder schnell expandierte.

is zwar Blödsinn aber..

deine Beschreibung hört sich so an als würd man nen Ball durch sein Zimmer von sich weg rollen und dann daraus schließen, weil er sich ja von mir weg bewegt und die Entfernung größer wird, das meine Wohnung größer wird ^^

@rueso

schon mal was von suchfunktion gehört?

es gibt hier schon zig threads die das thema sehr gut, präzise und verständlich darstellen. die leute die davon richtig ahnung haben, schreiben auch oft neues um da auf dem laufenden zu bleiben.

ist nur ein gutgemeinter rat!

@rueso
Das Wort 'umso' existiert im deutschsprachigen Raum nicht,
hier verwendet man das Wort 'je'.

Beispiel:
"... Je näher wir uns dem Urknall nähern, desto größer ist die
Beschleunigung des beobachteten Objekts. ..."

Ich versuche mal zu lösen:
Was ist Raumausdehnung?

Die Ausdehnung des Raumes hat zur Folge, dass je weiter zwei Punkte voneinander entfernt liegen, desto schneller scheinen sie sich voneinander zu entfernen.
Anders ausgedrückt: mehr Raum zwischen 2 Punkten = mehr Raum der sich ausdehnen kann.

Die Beobachtung liegt also an der schieren Distanz, nicht etwa daran, dass wir bis nahe an der Urknall zurückblicken.
Weiß nicht ob der TE das suchte. Könnte aber durchaus sein. Jedenfalls hab ich das so verstanden.
___

@der-Ferengi
:ask:
Hier existiert 'umso' und darf auch benutzt werden. Oder wurde das letzte Nacht abgeschafft?

@rueso

Also am Anfang hat das Universum sich sehr sehr schnell ausgedehnt...wurde aber immer langsamer.
In dem Falle hast du Recht, dass es abgebremst wurde.

Aber ich glaube du kannst dir das wie eine Kurve vorstellen, die die Ausdehnung darstellt.
Es beginnt bei 0 Und geht in einem Bruchteil einer Sekunde bis hoch auf 100. Jetzt wird die Krve aber mit der Zeit immer falcher, sodass sie irgendwann nur noch falch steigt.
Jedoch steigt die Kurve gaaanz langsam immer mehr...das bedeutet, dass sich die Ausdehnung beschleunigt - sehr langsam, aber schon irgendwie.
- Ist nur ein Gedankenspiel meinerseits.

Ich hab da mal was interessantes ausprobiert, was irgendwo geschrieben stand.

Nimm mal ein langes Gummiband und male genau in die Mitte einen schwarzen Punkt - das stellt jetzt mal unsere Galaxie dar.
Jetzt malst du in beide Richtungen immer in regelmäßigen abständen bis zum Rand andere schwarze Punkte auf das Gummiband. Wenn du das gemacht hat, nimmst du beide Enden uns ziehst das Gummiband langsam möglichst kontinuierlich auseinander.
Und dann beobachte mal, was mit der Entfernung der schwarzen punkte zu unserem dicken schwarzen Punkt (galaxie) passiert.

Auch wenn die weit entfernten Galaxieen sich schneller von uns weg bewegen, bedeutet das nicht gleich, dass das Universum sich immer schneller Ausdehnt....
Das schnellere Wegbewegen hängt mit der Entfernung zu unserer Galaxie zusammen.

@honkwatch
Nicht das ich klugscheißen will, aber rueso benutzt 'umso' in
Konjunktion, die einen Komparativ verstärkt. Also eine Verbin-
dung, in der sich etwas proportional verändert und in diesem
Fall wird - wie man in Deinem Satz bestätigt sieht "... je wei-
ter zwei Punkte voneinander entfernt liegen, desto schneller
scheinen sie sich voneinander zu entfernen. ..." - das 'je' ver-
wendet.
Denn ursprünglich waren es ja auch mal zwei getrennte Wör-
ter: 'um so' z.B: Diese Entwicklung ist um so erstaunlicher,
wenn man die Umstände der damaligen Zeit bedenkt.
Und damit wird dann auch klar, daß mit 'um so' keine Verän-
derung beschrieben wird.

Jetzt aber genug OT.
Zur Versöhnung habe ich aber Deine Beschreibung

honkwatch schrieb:Die Ausdehnung des Raumes hat zur Folge, dass je weiter zwei Punkte voneinander entfernt liegen, desto schneller scheinen sie sich voneinander zu entfernen.
Anders ausgedrückt: mehr Raum zwischen 2 Punkten = mehr Raum der sich ausdehnen kann.

und @Al_Nabu 's Experiment

Al_Nabu schrieb:Nimm mal ein langes Gummiband und male genau in die Mitte einen schwarzen Punkt - das stellt jetzt mal unsere Galaxie dar.
Jetzt malst du in beide Richtungen immer in regelmäßigen abständen bis zum Rand andere schwarze Punkte auf das Gummiband. Wenn du das gemacht hat, nimmst du beide Enden uns ziehst das Gummiband langsam möglichst kontinuierlich auseinander.
Und dann beobachte mal, was mit der Entfernung der schwarzen punkte zu unserem dicken schwarzen Punkt (galaxie) passiert.

in eine Animation umgesetzt.


(Sorry, gif-Anim. muß ich immer auf 5MB runterrechnen lassen,
daher die schlechte Auflösung)

@rueso

rueso schrieb:Wenn wir also so weit entfernte Galaxien anschauen, dann bedeutet das ja, dass wir umso weiter in die Vergangenheit schauen, desto weiter das Ding weg ist.

Du machst hier einen Denkfehler. Wenn du ein und das selbe Objekt beobachtest, siehst du, wie es sich dieses entfernt. Wenn du aber ein Objekt beobachtest, welches schon weiter entfernt ist, dann ist es von seinem Zustand her weiter in der Vergangenheit.

@der-Ferengi

Hey, das ist ja klasse, dass du gleich mal die Animation gemacht hast. Da kann man das sehr schön sehen.

Wow! Hätte nicht gedacht, dass mein Thread so eine Rückmeldung findet!
DANKE FÜR DIE VIELEN GUTEN ANTWORTEN :)

Jetzt aber zum Thema...

@der-Ferengi
Gute Verbesserung hinsichtlich meines Ausdrucks, hast natürlich Recht!
Und auch Danke für die Animation, hilft meinen grauen Zellen ein wenig auf die Sprünge ;)

Ein wenig einfacher ausgedrückt ist mein Problem folgendes (und das hätte ich gleich dazusagen müssen):
Ich hatte irgendwo gehört und gelesen, vermutlich sogar aus mehreren Quellen, dass sich die Ausdehnung immer weiter beschleunigt.
Jetzt weiß ich: Nur, weil es immer weiter beschleunigt, bedeutet das ja nicht, dass sich das Universum jetzt noch schneller ausdehnt als direkt nach dem Urknall.

@SUPERVISOR1982
Ja, ich habe auch Themen gefunden zu genau diesem Thema!
Aber ich kam mir blöd vor, mit genau meinem Problem da hereinzuplatzen und die Diskussion zu unterbrechen.
Außerdem war ich einfach zu faul, den gesamten Verlauf durchzublättern auf der Suche nach einer Antwort. Ich unterhalte mich lieber (mehr oder weniger) direkt mit Menschen darüber :)

@Mr.Palooza
Ja, eine sich entfernende Galaxie rutscht ja nicht rückwärts in der Zeit! :D
Aber davon ging ich auch nicht aus, hab's nur nicht treffend formuliert ;)

Das Universum dehnt sich gleichmäßig aus, mit einer Geschwindigkeit von 68 km/s/Mpc.
Das ist wie ein Kuchenteig, der gleichmäßig aufquillt - mit einer Geschwindigkeit von 2 mm/Minute/pro Zentimeter.

Das heißt, daß das 1 Zentimeter benachbarte Teigstückchen pro Minute um 2 mm wegwandert vom Punkt Null (Rosine).
Ein 10 Zentimeter benachbartes Teigstückchen wandert in derselben Zeit aber 20 mm weiter weg von der Rosine, weil ja zwischen ihm und der Rosine noch 9 andere Teigstückchen sind, die sich auch mit derselben Geschwindigkeit ausdehnen.

Ich hatte auch eine Animation dazu erstellt (für ein anderes Forum). Oben rechts ist der Standort der Erde. Die Wabenreihe dehnt sich nach links aus. Die grau ausgefüllte Wabe entfernt sich schneller als die direkt zur Erde benachbarte Wabe.



Das Universum expandiert gleichmäßig, aber die Endgeschwindigkeit eines Universumbereiches hängt ab von der Entfernung zwischen diesem Bereich und der Erde.
Diese Ausdehnung ist eigentlich zu jeder Zeit gleich, egal ob man das Universum zur Zeit vor 8 Milliarden Jahren betrachtet, oder zur Zeit vor 80000 Jahren.

Letztes Jahr gab es aber einen Nobelpreis für den Nachweis, daß die Ausdehnung nicht ganz so gleichmäßig ist, wie früher angenommen. Denn jetzt gibt das Universum richtig Gas und expandiert wirklich immer schneller.

@Bernie

Woran könnte das liegen, dass das Universum jetzt immer schneller Expandiert?

@Al_Nabu

Wen du es raus hast, ist der nächste Nobelpreis vergeben.

Beim Dehnen des Gummibandes wird an einem Ende gezogen und am anderen Ende festgehalten.
Es kann auch von beiden Enden her gezogen werden.

Durch die Zunahme an Luft im Ballon, dehnt sich die Hülle.

Ein Gummiband wird beim kontinuierlichen ziehen schmaler und dünner.
Ein Ballon wird durch die hinzukommende Luft gedehnt, dadurch wird der Ballon grösser und die Hülle dünner.

Unter dem Begriff Expansion verstehe ich die Erweiterung des Raumes Universum.
Angenommen man dehnt einen Punkt nach dem Gummibandprinzip, so würde daraus eine Linie entstehen, die zwar immer wie länger, aber dadurch schmaler und dünner wird.


Wenn man einen Punkt in die Länge zieht, entsteht dadurch nicht mehr Raum als der Punkt selbst hergibt. Wie also, generiert sich der Inhalt für den Zustand eines zunehmenden Raumes?

DonFungi schrieb:Wie also, generiert sich der Inhalt für den Zustand eines zunehmenden Raumes?

Dass sich Raum ausdehnt ist nur eine Hilfsvorstellung, mit der man sich einigermaßen visualisieren kann, was passiert. Wenn man sich die Theorie genau anschaut und den Mechanismus hinnimmt, dann sieht man nicht einen veränderlichen Raum, sondern was ganz anderes. Was eigentlich passiert ist, dass sich die Metrik ändert, also das Verständnis von Abständen und Winkeln. Oder anders ausgedrückt: Ein Meter ist nicht überall ein Meter, sondern hängt dynamisch von der Energie in der Nähe ab. Und andererseits hat die Veränderlichkeit des Meters auch Auswirkungen auf das, was im Raum vor sich geht.

Die Relativitätstheorie ist eine lokale Theorie. Das heißt etwas vereinfacht, dass die Theorie erst mal kein ganzes Universum beschreiben kann, sondern nur ein winzig, winzig kleines Stückchen Raumzeit, so klein, dass alles in diesem Stückchen Raumzeit genau gleich ist. Es ist alles "flach". In diesem kleinen RZ-Häppchen gelten nun bestimmte physikalische Begebenheiten. Zum Beispiel ist eben klar, was in diesem RZ-Häppchen ein Meter sein soll, oder was eine Sekunde sein soll.

Dieses RZ-Häppchen lebt aber nicht für sich allein, sondern hat einen Einfluss auf andere RZ-Häppchen. Aber nur auf die unmittelbaren, direkt benachbarten anderen Häppchen. Nur was direkt angrenzt wird beeinflusst. Diese Beeinflussung funktioniert unglaublich schnell, es ist sogar das schnellste was wir kennen, aber sie betrifft halt wirklich nur aneinandergrenzende Raumzeithäppchen.
Und in jedem dieser Häppchen sind bestimmte physikalische Gegebenheiten vorhanden.

Was man jetzt machen KANN, ist ein großes Puzzlespiel. Man nimmt ganz, ganz viele dieser Raumzeithäppchen, von denen man die Physikalischen Eigenschaften kennt, und versucht sie aneinander zu setzen. Man fängt also in der Mitte an, und setzt dann Stück für Stück dran, so, dass die geforderten Bedingungen an die Nachbarhäpüchen erfüllt sind. (Dazu benutzt man natürlich sehr raffinierte Mathematik, aber der Grundgedanke ist sehr einfach).

Wie man sich vorstellen kann, gibt es sehr, sehr viele Kombinationsmöglichkeiten, RZ-Häppchen sinnvoll aneinander zu setzen. Das nennt man dann gerne "Lösungen" der Feldgleichungen. Die Feldgleichungen sind die Regeln für ein einzelnes Häppchen und wie es sich auf seine Nachbarn auswirkt. Die Lösung ist dann das gesamte Puzzle.

Man sucht nun Puzzlebilder, oder "Lösungen der Feldgleichungen", die irgendwie entfernt so Aussehen wie unser Universum. Und diese Lösungen benutzt man dann um irgendwelche Aussagen abzuleiten. Das funktioniert ziemlich gut, man kann z.B. Planetenbewegungen daraus ablesen, oder was in schwarzen Löchern passiert.
Es gibt auch abgefahrenere Lösungen, die nix mit unserem Universum zu tun haben. Z.B. kann man sich eine Lösung basteln, in denen kein Licht, keine Energie und auch sonst nix vorhanden ist, aber trotzdem nicht alles zu Null wird. D.h. es gibt "Meter", es gibt "Sekunden" aber sonst nix. Oder es gibt auch Lösungen mit Wurmlöcher, und und und.

Der Punkt ist: Die Lösung ist etwas, was wir uns zusammenbasteln aus dem elementaren RZ-Häppchen. Aber nur für diese RZ-Häppchen kennen wir die Regeln, oder physikalischen Gesetze. Wenn wir viele dieser Häppchen zusammensetzen, dann ist das nichts anderes als der Versuch aus diesen Regeln ein größeres Verhalten abzuleiten.
Ein Verhalten was wir aus diesen Puzzlespielen z.B. sehr sicher erwarten würden ist, dass sich Veränderung des Meters wellenartig über mehrere Häppchen ausbreiten sollte, sogenannte Gravitationswellen.

Also: für Häppchen wissen wir was passiert. Wir kennen die physikalischen Zusammenhänge (bzw. wir habe ne gute Theorie). Um allgemeinere Aussagen treffen zu können setzen wir ganz viele RZ-Häppchen aneinander und versuchen aus dem Puzzle ein sinnvolles Bild zu bekommen. Manches davon kann man sich recht gut vorstellen, anderes weniger. Und eine bestimmten Effekt, nämlich dass sich der Meter über viele RZ-Häppchen hinweg zunehmend aufschaukelt und damit große Distanzen "mehr Meter" bekommt stellen wir uns halt als die Ausdehnung der RZ vor. Aber das ist nicht unsere Theorie. Unsere Theorie ist, dass der Meter nichts absolutes ist, sondern relativ vom Beobachter, von seinem Ort und von vielem mehr abhängt, beschrieben durch die Feldgleichungen.

@HYPATIA
Das Model besagt das aus etwas kleinerem etwas grösseres entsteht.
Angenommen ich halte etwas gefaltetes in den Händen, so wird das Päckchen welches das gefaltete darstellt beim entfalten seinen gesamt Gehalt nicht verändern, die Form hingegen verändert sich schon.

Ich schreibe dir kurz hin wie ich deine Worte auf Sicht meiner Frage verstehe.
Ich sehe ein Bild wie sich das beschriebene gefaltete, sagen wir ein Kubus, durch verschieben seiner Segmente seine Form vergrössert. Kommt das mit deiner Aussage in etwa hin?

Mhh ne, nicht wirklich. Das ist schon die makroskopische Sichtweise, so wie du es dir vorstellst. Aber das sagt die Theorie nicht aus. Die Raumzeitwürfel sind unendlich klein und es gibt unendlich viele davon. Sie ändern in dem Sinne nicht ihre "Größe" (was nicht sonderlich viel Sinn macht, weil "Größe" erst du sie entsteht), sondern das Konzept einer Länge ändert sich.

Ich muss allerdings zugeben, dass ich das garnicht anders erklären kann :( Ich hab die entsprechende Mathematik im Kopf (Metriken), aber es ist echt schwer anders auszudrücken.

Kann ich dich damit beruhigen, dass es garkeinen Grund gibt anzunehmen, dass "Raumzeit" erhalten werden müsste? Du stellst dir das als was Stoffliches vor, was irgendwo herkommen müsste. Was es aber nicht ist, bzw. nach unseren Modellen nicht tut. Die gesamte Raumzeit ist in der ART ein abstraktes geometrisches Gebilde das halt auf bestimmte Art und Weise mit dem Inhalt (und auch sich selbst) wechselwirkt. Dass bestimmte Dinge "irgendwo herkommen müssen", wie zum Beispiel die Energieerhaltung, das tritt erst innerhalb von ganz speziellen Lösungen der Feldgleichungen auf. Es sind makroskopische Effekte, die mehr oder weniger "per Zufall" da sind. So gibt es die Energieerhaltung z.B. in viele möglichen Lösungen garnicht. Und genausowenig kannst du darauf schließen, dass du den Raum allgemein irgendwie quantifizieren kannst und dann fordern, dass die Größe konstant bleiben soll. Nichts spricht dagegen, dass er "aus dem Nichts" auftaucht, genau wie Energie.

Ooops

@ Al_Nabu
Keine Ahnung was die Ursache fü die beschleunigte Expansion ist. Man hat bisher nur nachweisen können, daß es so ist.

Mein Problem liegt aber immer noch in den Entfernungen. Wir können den Jetzt-Zustand weit entfernter Objekte und Vorgänge niemals bestimmen und das ist ein riesen Problem meiner Auffassung nach. Denn umso weiter wir hineinschauen, desto länger ist das Licht gereist.
Natürlich kann man aus den Beobachten in etwa errechnen, wie eine bestimmte Galaxie sich entwickelt hat, wenn man das Alter des Lichts hochrechnet auf die Bewegung.
Aber das ist dann keine Beobachtung, sondern der Versuch die ganze Chose mathematisch nachzuvollziehen.

Beispiel: Wie errechne ich mit hoher Genauigkeit, wie zwei kollidierende Galaxien, deren Licht sagen wir mal 2 Milliarden Jahre zu uns gebraucht hat, genau JETZT in diesem Moment aussehen?

Vielleicht ist es auch einfach in der Astronomie überhaupt nicht von Bedeutung das JETZT zu wissen...

ja! manchmal wenn ich im ausgang war spüre ich am nächsten morgen die ausdehnung des universums in meinem kopf!

@rueso
Ja, du hast Recht, dass wir in die Vergangenheit schauen. Aber wir machen folgende Beobachtung:

Das Licht kommt ins Rote verschoben bei uns an. Jetzt können wir schauen, woran das liegt:

Könnte das blaue Licht einfach rausgestreut worden sein? Nein, da dann nicht das ganze Spektrum verschoben wäre.

Das Licht verliert Energie, wenn es ein Gravitationsfeld verlässt, aber das kann auch nicht die ganze Erklärung sein, da dann die Rotverschiebung nur von der Masse und nicht von der Entfernung abhängen würde.

Es muss also noch einen Vorgang geben, der das Licht in die Länge zieht.

Man geht davon aus, dass sich der Raum langsam ausdehnt, wärend sich das Licht durch ihn hindurch bewegt. Daher wird es selbst auch gedehnt.

Stell dir ein Volk vor, welches Nachrichten auf Baumsetzlinge schreibt, um sie zu verschicken. Bei den Nachbardörfern fällt es noch nicht auf, dass die Bäume wachsen und die Nachricht ein bisschen gestreckt wird. Wenn die Nachricht jedoch Jahre unterwegs ist, fällt es irgendwann auf. Dabei ist aber nicht von Bedeutung wie die Stadt aussieht, wenn die Nachricht ihr Ziel erreicht. Sie kann sich schon verändert haben, da die Nachricht ja schließlich schon ein paar Jahre alt ist. Es ist nur wichtig, wie lange die Kutsche mit dem Baum gereist ist.

Dadurch, dass Nachrichten, die von weiter entfernten Städten entsandt worden sind, größer sind, als die von näheren Städten, kann man darauf schließen, dass die Bäume wachsen.

Da für das Licht der Raum das Trägermedium ist, kann man aus der Rotverschiebung darauf schließen, dass dieser "wächst" bzw sich aufdehnt.

So in etwa kannst du dir das vorstellen. Das Beispiel ist physikalisch natürlich nicht ganz richtig, aber vielleicht verstehtst du in etwa, wie man auf die Raumausdehnung kommt.

@imprägniert Und in der Nacht die Erdrotation? :D

rueso schrieb:Beispiel: Wie errechne ich mit hoher Genauigkeit, wie zwei kollidierende Galaxien, deren Licht sagen wir mal 2 Milliarden Jahre zu uns gebraucht hat, genau JETZT in diesem Moment aussehen?

Die Frage macht nur sehr bedingt Sinn.
Wikipedia: Relativität der Gleichzeitigkeit

@rueso
Moin.
Schau doch mal hier rein...
http://homepage.univie.ac.at/Michael.Berger/lit/urknall.pdf (Archiv-Version vom 18.04.2013)