Ausdehnung des Universums?

Hey Leute,

ich habe heute eine Doku gesehen wo es um die Ausdehnung des Universums ging. 2 Forscher haben ja durch die Rotlichtverschiebung herausgefunden, dass das Universum sich immer schneller ausdehnen soll. Dann habe ich mir mal ein paar Gedanken gemacht bzgl. der Ausdehnung. Wenn man einen Baseball mit aller Kraft wirft, müsste er ja die ersten Sekunden im Flug erstmal noch schneller werden bevor er dann an Kraft verliert und schließlich langsamer wird und zu Boden fällt. Warum kann es nicht sein das sich das Universum durch die enorme Kraft des Urknalls bis heute noch immer in diesem "Anfangsstadium" der Ausdehnung befindet und eventuell erst in 100.000en von Jahren an Kraft verliert und sich langsamer ausdehnt? Woran kann man sich sicher sein das die Ausdehnung nicht mehr von den ursprünglichen Kräften ausgeht sondern durch andere also z.B. dunkle Materie usw.?

Und was würde passieren wenn das Universum aus Gründen irgendwann wieder zusammenfallen würde? Dann müsste es doch wieder zu einer Singularität kommen und ein erneuter Urknall müsste statt finden?

Vielen Dank für eure Antworten [:

Und wenn dies möglich wäre, könnte man doch eigentlich auch davon ausgehen, dass es den Urknall schon tausende male gegeben haben könnte und es ein ewiger Kreislauf ist.

Skymera schrieb:Hey Leute,

Hi.

Skymera schrieb:Wenn man einen Baseball mit aller Kraft wirft, müsste er ja die ersten Sekunden im Flug erstmal noch schneller werden

Nein, er wird nur beschleunigt, solange eine Kraft wirkt, sprich, solange er sich in deiner Hand befindet.

Skymera schrieb:bevor er dann an Kraft verliert und schließlich langsamer wird und zu Boden fällt.

Durch die Reibung mit der Luft erfährt der Ball eine Gegenbeschleunigung, und zwar sobald er damit in Kontakt gerät. Tatsächlich erfährt er diese also schon während der Beschleunigung in der Hand, aber da die Wurfkraft die der Reibung übersteigt, fliegt er trotzdem nach vorne, und wird dann immer weiter abgebremst (negativ beschleunigt), bis seine Bewegung zum Erliegen kommt.

Skymera schrieb:Warum kann es nicht sein das sich das Universum durch die enorme Kraft des Urknalls bis heute noch immer in diesem "Anfangsstadium" der Ausdehnung befindet und eventuell erst in 100.000en von Jahren an Kraft verliert und sich langsamer ausdehnt?

Von welcher enormen Kraft sprichst du gerade? Und wer sagt, dass sich das Universum nicht in im Stadium der Ausdehnung befinden könne? Du hast doch selbst zuvor gesagt, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt. Der Logik zufolge kann sich das Universum nicht gleichzeitig ausdrhen und sich nicht ausdehnen.

Skymera schrieb:und eventuell erst in 100.000en von Jahren an Kraft verliert und sich langsamer ausdehnt

Und warum sollte es das tun? Schließlich muss es einen Grund haben, wenn eine Kraft aufhört zu wirken. Was wäre deiner Meinung nach der Auslöser dafür, dass sich in 100 000 Jahren die Expansion verlangsamt?

Skymera schrieb:Woran kann man sich sicher sein das die Ausdehnung nicht mehr von den ursprünglichen Kräften ausgeht sondern durch andere also z.B. dunkle Materie usw.?

Indem man es beobachtet (hat). Die Expansion des Raumes hat anfangs im Laufe der Zeit immer weiter abgenommen, nimmt aber seit ca. 6 Millairden Jahren wieder zu. Folglich muss es etwas geben, was für die beschleunigte Expansion sorgt.

Skymera schrieb:Und was würde passieren wenn das Universum aus Gründen irgendwann wieder zusammenfallen würde? Dann müsste es doch wieder zu einer Singularität kommen und ein erneuter Urknall müsste statt finden?

Wenn es denn zusammenfallen würde, ja. Es ist aber nicht gesagt, dass es das auch tut.

Skymera schrieb:Und wenn dies möglich wäre, könnte man doch eigentlich auch davon ausgehen, dass es den Urknall schon tausende male gegeben haben könnte und es ein ewiger Kreislauf ist.

Nein. Aus thermodynamischen Gründen ist jedes Universum etwas größer als das Vorgängeruniversum. Es muss also mindestens ein Universum zu Beginn gegeben haben.

Skymera schrieb:Warum kann es nicht sein das sich das Universum durch die enorme Kraft des Urknalls bis heute noch immer in diesem "Anfangsstadium" der Ausdehnung befindet

Es gibt eine Kraft die es daran hindert. Stichwort Gravitation nicht besonders stark aber unerbittlich.
Man spricht heute von 2 Expansionsphasen. Eine vermutlich sogar Hypherinflationär zu beginn und die jetzige. Die jetzige wird auch auf den meisten bildchen oben am ende des trichters Graphisch dargestellt.

Skymera schrieb:nicht mehr von den ursprünglichen Kräften ausgeht sondern durch andere also z.B. dunkle Materie usw.?

Meinst du die Dunkle Energie? Die geht aber nicht von der Dunklen Materie aus.

hmm...also meiner Meinung nach ist für die Ausdehnung einzig und allein die dunkle Energie verantwortlich und das schon seit Beginn an...und nicht erst seit 6 Mrd. Jahren.
Warum sollte sie sich auch erst später gebildet haben...klingt ja unlogisch. Dunkle Materie und Dunkle Energie sind von Beginn an da.

Andererseits kann man auch ruhig mal n wenig quer denken, und mutmaßen das für die Ausdehnung evt. etwas externes verantwortlich ist, etwas das halt von außen "zieht". Lauf offizieller Physik gibt es ja kein "Außen", bzw. kann man darüber keine verlässliche Aussage treffen.

Des weiteren ist sind die DM und dunkle Energie auch nur hypothetisch, man hat sie noch nie messen können. Das einzige was man tatsächlich messen kann, und womit das Universum quasi "überfüllt" ist, sind Neutrinos. Sie befinden sich eigentlich überall.
Selbst zwischen den Galaxien, Sternen usw..
Insofern könnten sie in Zukunft auch noch eine wichtige Rolle spielen.

@knopper

knopper schrieb:Des weiteren ist sind die DM und dunkle Energie auch nur hypothetisch, man hat sie noch nie messen können. Das einzige was man tatsächlich messen kann

So ist das aber nicht richtig! Dunkle Materie und dunkle Energie sind ja gerade Bezeichnungen für etwas, was man gemessen hat aber nicht weiß was es ist.

@slider

man hat einen Gravitationslinseneffekt gemessen (DM), und eine beschleunigte Ausdehnung (Dunkle Energie), das ist richtig.

Das die dunkle Materie nicht wechselwirkt hat man sich eben einfach einfallen lassen, und so festgelegt, da sie "anscheinend" so beschaffen sein müsste. Damit ist aber nicht gesagt ob A sie überhaupt existiert und B sie nicht doch wechselwirkt.

Für die fehlenden Massen bzw. den Gravitationslinseneffekt könnte auch noch was anderes verantwortlich sein, bspw. höhere Dimensionen, Paralleluniversen...was natürlich noch hypothetischer ist.

Ebenso für die Ausdehnung des Universums. Nicht gesagt das eine Dunkle Energie ist....denn selbige misst man ja eben nicht. Also bspw. hier im Sonnensystem.

Persönlich glaube ich an DM erst wenn man ein "Stück" davon, oder was auch immer, hier auf der Erde misst bzw. nachweist.

knopper schrieb:hmm...also meiner Meinung nach ist für die Ausdehnung einzig und allein die dunkle Energie verantwortlich und das schon seit Beginn an...und nicht erst seit 6 Mrd. Jahren.

Nach dem was wir heute wissen, ist die Energiedichte der Dunklen Materie konstant. Das heißt, früher als das Universum kleiner war, gab es weniger davon. Mit zunehmender Expansion vergrößert sich auch das Volumen, was bei der Grundannahme einer konstanten Energiedichte zwangsläufig dazu führt, dass die Dunkle Energie zunimmt.

In diesem Video wird das recht gut erklärt:

Dunkle Energie | Grundlagen (Harald Lesch)

Externer Inhalt
Durch das Abspielen werden Daten an Youtube übermittelt und ggf. Cookies gesetzt.

@knopper

Aber genau das passiert doch. Dunkle Materie und dunkle Energie sind lediglich NAMEN für etwas, was man noch nicht verstanden hat ... Platzhalter. Kein Wissenschaftler wird dir die Frage beantworten, WAS dunkle Materie ist. Alles, was man kennt ist deren Effekt.

@Gim

Vielen Dank erstmal das du dir die Mühe gemacht hast für die ausführlichen Antworten.

Du hast folgendes geschrieben:

Gim schrieb:Indem man es beobachtet (hat). Die Expansion des Raumes hat anfangs im Laufe der Zeit immer weiter abgenommen, nimmt aber seit ca. 6 Millairden Jahren wieder zu. Folglich muss es etwas geben, was für die beschleunigte Expansion sorgt.

Für diese Beobachtung müsste man doch gesehen haben, dass sich das Universum erst schneller, dann langsamer und jetzt wieder schneller ausbreiten müsste? Das heißt man bräuchte doch 3 Zustände der Ausbreitung für diese Messung bzw. Informationen? Ich dachte das man nur sieht das es sich eben immer schneller ausbreitet. Wie kann man den sehen ob sich das Universum vor langer Zeit mal schneller ausgebreitet hat dann wieder langsamer geworden ist und sich jetzt wieder schneller ausbreitet?

@Skymera

Naja, man muss ja nur schauen wie schnell sich das Universum jetzt ausbreitet und wenn man dann zurückrechnet und feststellt, dass Objekte nicht so weit weg von uns sind als sie es bei gleichbleibender Expansion sein sollten, dann muss es wohl irgendwann eine Phase mit geringerer Expansion gegeben haben.

@slider

Ja aber so kann man doch nur sehen, dass es sich eben früher langsamer als heute ausgedehnt hat. Aber eben nicht das es sich bevor es sich langsamer ausgedehnt hat schon einmal schneller war.

@Skymera

Das ist richtig ... aber die Inflationshypothese basiert auf ganz anderen Überlegungen und hat mit der heutigen Raumexpansion nichts zu tun.

Skymera schrieb:Wie kann man den sehen ob sich das Universum vor langer Zeit mal schneller ausgebreitet hat dann wieder langsamer geworden ist und sich jetzt wieder schneller ausbreitet?

Das hat man aus den Daten der Rotverschiebung von den ganz weit entfernten Supernovae-Explosionen vom Typ 1a herausgelesen (siehe mein oben verlinktes Video).

Direkt nach dem Urknall war die Expansionsrate am höchsten (unabhängig von der Inflationsphase). Da aber die Materiedichte noch sehr hoch war, wurde die Expansion abgebremst (Dunkle Energie war zu diesem Zeitpunkt anteilmäßig nicht so stark vertreten.

Und so ging das bis vor ca. 6 mrd. Jahren. Die Materiedichte nimmt ab, und die Energiedichte der Dunklen Energie ist konstant, was zur Folge hat, dass die Dunkle Energie zunimmt, je weiter das Universum expandiert. Das bedeutet, es gab einem Zeitpunkt, bei dem sozusagen die Dunkle Energie "übernahm", und den Beschleunigungsvektor umdrehte :D.

Zugleich wechselwirkt die Dunkle Energie aber nicht gravitativ mit Materie, sonst würde sie ja noch zusätzlich die Expansions abbremsen. Tut sie aber nicht, im Gegenteil, die Expansion beschleunigt seit 6 mrd. Jahren.

@Peter0167

Ich guck mir das Video gleich an obwohl ich Harald Lesch manchmal nicht ganz ernst nehmen kann aufgrund folgender Aussage von Ihm (nicht von Ihm persönlich aber er vertritt anscheinend die selbe Meinung da er sie wiederholt hat):

Wenn das Universum unendlich groß wäre, müsste es immer hell sein..

Was hat denn die größe des Universums mit der darin befindlichen Masse oder Energie die Licht erzeugt zutun?? :D

Aber warum kann sich das Universum nicht wieder zusammenziehen und wieder neu entstehen? Das wäre doch die schönste Lösung anstatt es ewig weiter Expandiert und überhaupt kein Leben mehr möglich ist.

@Skymera

Skymera schrieb:Was hat denn die größe des Universums mit der darin befindlichen Masse oder Energie die Licht erzeugt zutun??

Ähm ... weil die dann auch zwingend unendlich sein muss.
Diese Aussage steht auch nicht in Beziehung zur Größe des Universums sondern basiert auf der Annahme eines sogenannten "steady-state-Universums". Also ein Universum, dass keinen zeitlichen Anfang hat. Und das ergibt zwingend, dass jeder Punkt im Universum bereits "beleuchtet" wurde. Das ist in der Physik auch keine strittige Aussage sondern absoluter Konsens.

Skymera schrieb:Aber warum kann sich das Universum nicht wieder zusammenziehen und wieder neu entstehen? Das wäre doch die schönste Lösung anstatt es ewig weiter Expandiert und überhaupt kein Leben mehr möglich ist.

Wie das Ende des Universums einmal aussehen wird, ist heute noch nicht in Stein gemeißelt. Zur Zeit expandiert es jedenfalls beschleunigt. Unsere kosmologischen Modelle beinhalten Zeitspannen, die eh keiner mehr erfassen kann, da jegliche Vergleiche versagen. Von Leben wird dann schon gar nicht mehr die Rede sein, da die Gasreserven irgendwann komplett in Sterne umgesetzt sein werden, und nach und nach die Lichter erlöschen werden. Ob das jetzt 10^100 oder 10^1000 Jahre sein werden, ... keine Ahnung, aber enden wird es, das ist sicher.

...nun ja trotzdem schon ne komische Vorstellung bzw. Ablauf.
Es entsteht mit einem Male, wie aus dem nichts, dehnt sich ultraschnell aus, und braucht dann ne eeeewig lange Zeit bis wirklich alles erloschen oder zerstrahlt ist.
Ein einmaliger Vorgang, der sich nie wieder wiederholen wird, Schluss aus Ende! So jedenfalls der letzte Stand der Wissenschaft.

Ich weiß das driftet ins philosophische ab, wollts einfach nur mal einbringen.

Skymera schrieb:Aber warum kann sich das Universum nicht wieder zusammenziehen und wieder neu entstehen? Das wäre doch die schönste Lösung anstatt es ewig weiter Expandiert und überhaupt kein Leben mehr möglich ist.

Was die "schönste Lösung" ist dürfte dem Universum wohl herzlich egal sein.

Es gibt ja verschiedene Modelle mit entsprechenden Endzeitszenarien.
Im Moment scheint alles auf einen sogenannten "big rip" hinzuweisen wodurch die dunkle Energie am Ende soweit überhand nimmt und alles im Universum befindliche quasi "zerreist".

Beim "big crunch" dagegen würde die Raumexpansion irgendwann sukzessive wieder nachlassen und das Universum bis zu einem bestimmten Punkt kollabieren lassen.

Dann gäbe es noch den "big chill" oder auch "big freeze" in dem das Universum der "Wärmetod" (aufgrund der Entropie) ereilt da es nicht wie beim "big rip" von der DE "zerissen" wird aber irgendwann der darin befindliche Brennstoff ausgeht und mit zunehmender Ausdehnung überall im All der absolute Nullpunkt erreicht wird. Ewige Kälte und Dunkelheit wäre dann die Folge.

Es gibt natürlich noch mehr Modelle dazu u.a. auch solche die ein ozillierendes Universum (Big bounce) behandeln, aber das wären die derzeit gängigsten Annahmen dazu.

@Libertin

...naja interessant wäre dann noch das Ende wenn es sich nicht ausdehnen würde. Ebenfalls ein Big Chill, also ein Wärmetod? Wenn ja, dann würde es aber bestimmt länger dauern oder?