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THEMA: Expansion des Universum Trivia

Expansion des Universum Trivia 14 Nov 2016 16:02 #9538

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Hallo,
Hier mal eine Frage, die sich mir schon länger stellt, bezüglich dunkle Energie und Expansion des Universums etc.
Wenn die Expansion mit der Entfernung wächst, woher soll man wissen dass die Expansion bei einer 10 Milliarden Lichtjahre Entfernung schneller ist als bei einer 2 Milliarden Lichtjahre Entfernung. Das Licht bräuchte ja 8 Milliarden Jahre länger zu uns, also können wir doch nur sagen, dass Die Expansion in einer Entfernung von 10 Milliarden Lichtjahren vor 10 Milliarden Jahren schneller war. Wie die Expansion jetzt dort stattfindet können wir ja nicht wissen. Es könnte doch sein, dass die Expansion in den 8 Milliarden Jahren entschleunigt wurde. Wir sehen ja nur die Expansionsgeschwindigkeit wie sie vor 10 Milliarden Jahren war, also dem Urknall zeitlich relativ nahe, was eine sehr hohe Expansionsgeschwindigkeit auch erklären würde. Also könnte es nicht auch genauso möglich sein, dass die Expansion mit der Zeit, unabhängig von der Entfernung, abnimmt, obwohl wir etwas anderes beobachten?

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Expansion des Universum Trivia 14 Nov 2016 16:19 #9539

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Mit Hilfe der Rotverschiebung, welche je weiter sie weg ist, desto stärker ist sie, kann die Fluchtgeschwindigkeit ermittelt werden.
Das ist das was wir sehen können.
Wir können die Entfernung von Objekten ermitteln auch von weit entfernten. Man kann jetzt schon ziemlich nahe an den Urknall "heranschauen"
Aus beiden Informationen kann eben die unterschiedlichen Geschwindigkeiten ermittelt werden.
Ein Blick in weit entfernte Bereiche des Universums ist auch immer ein Blick in die Vergangenheit, klar.
Wie Du schreibst, ist die Geschwindigkeit von Objekten, welche 10 Mrd LJ entfernt sind, höher als die näherer Objekte. Nun liegt es nahe, anzunehmen, dass die Lichtwellen von den 10Mrd Lj entfernten Objekten die ja vor 10 Mrd Jahren entstanden sind, sich schneller bewegt haben.
Näher entfernte Objekte sind langsamer. Das hieße, dasss die Ausbreitung des Universums langsamer wird, wie man es eigentlich lange annahm. Also so eine Art umgekehrter Blick.
Aber ich denke, dass die Wissenschaftler, die das erforschen, das schon in ihre Rechnung einbezogen haben. Aber vielleicht kann sich dazu auch nochmal ein Spezialist äußern, würde mich auch interessieren.

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Expansion des Universum Trivia 14 Nov 2016 18:42 #9544

Man benötigt zwei Dinge:
- Aus der Rotverschiebung kann man die Fluchtgeschwindigkeit ermitteln.
- Mit Hilfe von "Standardkerzen" kann man die Entfernung bestimmen. Als Standardkerze nimmt man Supernovas vom Typ 1A.

Aus beiden zusammen (und vielen Meßpunkten) lässt sich die Fluchtgeschwindigkeit pro Entfernung bestimmen - und damit, wie sich die Ausdehnung des Universums zeitlich entwickelt.

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Expansion des Universum Trivia 16 Nov 2016 16:22 #9596

Mit Hilfe von "Standardkerzen" kann man die Entfernung bestimmen. Als Standardkerze nimmt man Supernovas vom Typ 1A.


Muss man hier nicht noch der Korrektheit halber hinzufügen, dass man sich derzeit nicht ganz sicher ist ob die SN1A als Standardkerzen taugen, oder ist das schon wieder überholt und veraltet?

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Expansion des Universum Trivia 16 Nov 2016 18:34 #9601

Madouc99 schrieb:

Mit Hilfe von "Standardkerzen" kann man die Entfernung bestimmen. Als Standardkerze nimmt man Supernovas vom Typ 1A.


Muss man hier nicht noch der Korrektheit halber hinzufügen, dass man sich derzeit nicht ganz sicher ist ob die SN1A als Standardkerzen taugen, oder ist das schon wieder überholt und veraltet?


Diese Diskussion ist tatsächlich noch im Gange. Es wird wohl noch einige Zeit und einige Forschungen dauern, bis man hier "Sicherheit" erhält.

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Expansion des Universum Trivia 16 Nov 2016 20:23 #9612

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Ich zweifle nicht an, dass man die Entfernungsmessung mittels der (noch umstrittenen) Standardkerzen und der Rotverschiebung vornimmt.
Der Gedanke von Fynn ist der, dass man die weiter entfernten Objekte sich schneller entfernen sieht, und die näher liegenden bewegen sich langsamer. Schluss daraus: Die Geschwindigkeit nimmt mit der Entfernung zu. Nun ist es aber so, dass der Zeitpfeil im Universum von weit weg nach nah bis hin zu uns geht und nicht umgekehrt. Dadurch könnte man annehmen, dass das frühe Universum in seiner Ausbreitungsgeschwindigkeit schneller war, als das ältere, uns näher in der Zeit liegende.

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Expansion des Universum Trivia 16 Nov 2016 20:34 #9614

Da habe ich eine weile gebraucht, bis ich begriffen habe, wie die Rotverschiebung zweifelsfrei nachgewiesen werden kann. Man nehme das Emissionsspektrum zum Bleistift eines Wasserstoffatoms und vergleiche, im empfangenen Spektrum eines entfernten Sternes, dieses Muster, mit letzterem. Man wir sehen, dass ein Muster, wie das des Wassertoffes zu messen ist. Aber die Frequenzen sind niederiger. Dann haben wir daraus sogar die Information über die Verzögerung. Ist so richtig, oder?

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Expansion des Universum Trivia 16 Nov 2016 20:45 #9616

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Ja klar ist das richtig so. Das ist aber nicht die Frage, Es geht darum, dass die ermittelten Geschwindigkeitsunterschiede von Fern und Nah daher rühren, dass
weiter entfernte Objekte sich schneller von uns weg bewegen als nähere. Da wir in die Vergangenheit schauen, je weiter weg um so schneller, könnte man annehmen, dass das Universum früher schneller war als heute.

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Expansion des Universum Trivia 16 Nov 2016 21:06 #9620

Gab es nicht gerade einen Nobelpreis für den Nachweis, dass das Universum sich heute schneller ausdehnt als früher?
Jo, hier ist ein Hinweis: www.spektrum.de/news/das-beschleunigte-universum/1124665

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Expansion des Universum Trivia 16 Nov 2016 21:12 #9622

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Ok, ist auch klar. Die Wissenschaftler werden sich schon was dabei gedacht haben. Den Artikel kenne ich schon, danke Dir.
Die Drift welche wir heute in der Nähe beobachten müsste größer sein als die, welche wir in der Ferne sehen.
Wahrscheinlich mache ich einen Denkfehler.

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Expansion des Universum Trivia 16 Nov 2016 21:13 #9624

Ralf schrieb: Wahrscheinlich mache ich einen Denkfehler.


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Expansion des Universum Trivia 17 Nov 2016 17:05 #9656

Hi

Ralf schrieb: Wahrscheinlich mache ich einen Denkfehler.


...ich auch. Mir hat das geholfen.
de.wikipedia.org/wiki/Horizontproblem

Wenn Expansion eine Eigenschaft des Raumes ist, dann expandiert die von uns aus gesehen weiter entfernte Galaxie auch mehr, da einfach mehr Raum (mehr dunkle Energie) zwischen uns und der entfernten Galaxie vorhanden ist. Ich weiss nicht ob höhere Expansion auch gleichzeitig höhere Expansionsrate bedeutet.

Als Frage

Muss man zwischen Expansionsrate und Expansion unterscheiden?
Ähnlich wie man zwischen Beschleunigung und Geschwindigkeit unterscheiden muss.

viele Grüße
seb

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Expansion des Universum Trivia 17 Nov 2016 21:28 #9670

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seb110 schrieb: Wenn Expansion eine Eigenschaft des Raumes ist...

Dieses "wenn" ist ja genau die Frage, da ja nicht nur der Raum expandiert, sondern die Raumzeit.

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Expansion des Universum Trivia 18 Nov 2016 10:01 #9687

hi stm

...das stimmt. Mir ging es in erster Linie jedoch darum, zu zeigen, dass es bei diesen Betrachtungen wichtig ist, ob das Universum aus einem Punkt entstanden ist oder nicht.
siehe z.B. kosmologie.fuer-eilige.de/urknall.htm
Wenn Raum und Zeit also schon immer da waren, also das Universum nicht aus einem räumlichen und zeitlichen Punkt enstanden ist. Dann ist auch die mögliche Eigenschaft der Expansion schon immer da gewesen (wenn es denn so ist, da hast du recht), egal ob diese Expansion mit konstanter Geschwindigkeit statt findet, fand, finden wird oder beschleunigt wurde, wird.
Für mich sieht Fynns Beitrag eher so aus, als ob er sich die Effekte der spezeillen Relativitätstheorie mit denen der Expansion oder besser der räumlichen Ausdehnung des Universums erklären will. Sicherlich hat sich die 10 Mrd. LJ entfernte Galaxie verändert und auch deren mögliche Geschwindigkeit der Hubble Parameter ist zeitabhängig. Nur haben auch die Fingernägel an der Hand einen Abstand und existieren quasi jeder für sich in Ihrer eigenen Zeit (das wäre auf jeden Fall ein einfacheres Beispiel). Wenn ich in die Vergangenheit schaue, bin ich auch "gleichzeitig" Zukunft für alle anderen, weil mich alle anderen wiederum nur in der Vergangenheit sehen. Und dieses Verhältnis hängt nur von der räumlichen und zeitlichen "Distanz" ab. Die "gewöhnliche" Zeitdilatation basiert ja auch nur auf konstanten Geschwindigkeiten, die Zeiten im System/Bezugssystem gleichen sich ohne Zeitverlust aus, wohingegen bei der gravitativen Zeitdilatation oder bei Beschleunigung ein echter Zeitverlust entsteht, (der eine Zwilling also jünger bleibt). Ob das nun bei der Expansion auf ähnliche Weise berücksichtigt werden muss, weiss ich nicht. Das war ja meine Frage.
Es wäre auch gut ,wenn Fynn sich einmischen würde, damit man wüsste in welche Richtung das gehen soll :) .

Fynn schrieb:
Also könnte es nicht auch genauso möglich sein, dass die Expansion mit der Zeit, unabhängig von der Entfernung, abnimmt, obwohl wir etwas anderes beobachten?

keine eindeutige Antwort:

Ich würde sagen ja, da der Hubble Parameter zeitabhänging ist und nur heute eine Beschleunigung festgestellt wurde (siehe den Spektrum Link von "der westermann" ). Das heisst aber auch das es nicht immer so war oder immer so sein muss. Die Expansion hat ja schon mal abgenommen kurz nach der Inflation.
Zitat wiki:
" Nachdem sich, gemäß der Urknall-Theorie, die Expansion des Universums in den ersten Milliarden Jahren seiner Existenz (nach der Inflation kurz nach seiner Entstehung) verlangsamt hat, nimmt die Ausdehnungsgeschwindigkeit seither zu. "

Ich würde sagen nein, da wir von einer Raumzeit sprechen und eine entfernungsunabhängige Zeit nicht existiert. (Ich würde noch einen Schritt weiter gehen und sagen eine materie (matter)-unabhängige Zeit nicht existiert)

Das mit der Expansion und den Galaxien als Beispiel ist schwierig weil:

Zitat z.B. Wiki:

"Da Galaxien nicht nur der kosmischen Expansion folgen, sondern zusätzlich eigene Bewegungen von typisch einigen hundert km/s zeigen, müssen viele Galaxien über einen genügend großen Entfernungsbereich untersucht werden, um beide Effekte zu trennen. Die durch die kosmische Expansion bedingte „Geschwindigkeit“ c ⋅ z {\displaystyle c\cdot z} c\cdot z und die kosmologische Rotverschiebung haben einen anderen Ursprung als eine Eigengeschwindigkeit und die mit ihr durch den Dopplereffekt verbundene Rot- oder Blauverschiebung."

viele Grüße
seb

PS: Es kann einem vieles nur so vorkommen. Interessante Literatur dazu:
www.amazon.de/End-Time-Next-Revolution-Physics/dp/0195145925

und ein direkter Vergleich von Zeit als Illusion und nicht Illusion:
www.amazon.de/Im-Universum-Zeit-Verst%C3...Kosmos/dp/3421045755

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Expansion des Universum Trivia 18 Nov 2016 13:50 #9691

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Ich melde mich auch mal wieder :D sind sehr interessante und anregende beiträgevon euch gekommen.
Nach der Urknall Theorie war die ganze Materie des Universums ja in einem Punkt komprimiert. Ich stelle mir das so vor, dass, wenn man die Atomstrukturen im Universum auflösen würde, die vorhandene "Materie" (wenn man das dann noch Materie nennen kann) auf einen kleinen Raum zu komprimieren wäre. Die gesamte Materie des Universums (ausgenommen Dunkler Materie) sind ja nur Ladungen. Und wenn nun vor dem Urknall sogar Elektronen und Protonen in ihre Einzelteile zerlegt waren. Was bleibt dann noch über? Evtl. ein Punkt... Aber was war nun um diesen Punkt herum? Ich würde sagen nichts.
Es kann ja sein, dass die Raumzeit durch ein Ungleichgewicht in diesem Punkt entstanden ist. Also war vor dem Urknall nichts (zeitlich) und um diesen Punkt herum nichts (räumlich), weil Raum und Zeit noch nicht existiert haben. Und die plötzliche Anwesenheit der Raumzeit hat dafür gesorgt, dass Ladungen entstehen. Aus den Ladungen entstanden Atome. Aus den Atomen entstanden Moleküle. Die nun vorhandene Materie hat die Raumzeit gekrümmt/beeinflusst und die Expansion beschleunigt. Diese lawinenartige Enstehung neuer Materie und die dadurch beschleunigte Expansion der Raumzeit könnte ja der Urknall gewesen sein.
Ich weiß nicht ob das auf Basis der Relativitätstheorie möglich ist, dass Raum und Zeit nicht mit der gleichen Geschwindigkeit expandieren. Dann könnte es durchaus Sinn ergeben, dass wir beobachten, dass entfernte Objekte (bzw. der Raum vor 10 Mrd LJ) schneller expandieren. Leider kann der Mensch ja nur dreidimensional denken. Das Universum hat aber vier Dimensionen... Wir stellen uns ja deshalb vor, dass eine Expansion Sinn ergibt wenn das Universum eine Kugel ist. Dann ist klar, dass die Expansion immer schneller fortschreitet, je größer die Kugel/der Raum wird. Aber wie soll sich der Raum ausbreiten, wenn das Universum unendlich ist? Ich perönlich glaube an die Unendlichkeit im Kleinen wie im Großen. Wenn wir zwei Spiegel gegenüberstellen können wir die Unendlichkeit sogar sehen. Zurück zum Urknall. Wenn die Raumzeit noch nicht existiert, hat war um diesen besagten Punkt räumlich und zeitlich nichts. Somit war der Punkt also das Universum unendlich.

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Expansion des Universum Trivia 19 Nov 2016 20:31 #9745

Fynn schrieb: Nach der Urknall Theorie war die ganze Materie des Universums ja in einem Punkt komprimiert. Ich stelle mir das so vor, dass, wenn man die Atomstrukturen im Universum auflösen würde, die vorhandene "Materie" (wenn man das dann noch Materie nennen kann) auf einen kleinen Raum zu komprimieren wäre.

Von Materie kann zu der Zeit wohl noch keine Rede sein, da war erst mal nur Energie im ganz frühen Universum, bis es so weit kühler wurde, dass sich Up und Down-Quarks und später Elektronen bilden konnten, die dann so stabil sind, dass daraus ein Universum, so wie wir das kennen, entstehen kann. Zuerst gab es ja wohl die dicken Klopper des Standardmodells, wie Top- und Bottom-, Strange- und Charm-Quark und Myon und Tau und so, die wo aber arg instabil sind.

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Expansion des Universum Trivia 19 Nov 2016 21:46 #9752

Hi Fynn

Fynn schrieb: Ich weiß nicht ob das auf Basis der Relativitätstheorie möglich ist, dass Raum und Zeit nicht mit der gleichen Geschwindigkeit expandieren.


Ich denke das ist der Kerngedanke, jedoch helfen kann ich Dir dabei wenig oder nur spekulieren. Wenn Zeit erst entstanden wäre als Materie entstand und sich der Raum schon viel früher ausgedehnt hat, könnte es möglich sein (das mit dem Raum soll ja in einigen Thesen auch so gewesen sein). Jedoch sind Raum und Zeit zu Raumzeit vereinigt.

Fynn schrieb: Ich würde sagen nichts.

Nenne dieses "nichts" doch "Dunkle Raumzeit". Sollte es diese nicht geben wenn es schon "Dunkle Energie" und "Dunkle Materie" geben soll. (reine Spekulation :) ich kann mich mit dem "nichts" nicht anfreunden)

Fynn schrieb: Ich perönlich glaube an die Unendlichkeit im Kleinen wie im Großen.

Dann kann auch schon immer (unendlich) "Alles" existiert haben.

Fynn schrieb: Wir stellen uns ja deshalb vor, dass eine Expansion Sinn ergibt wenn das Universum eine Kugel ist.


nur eine von vielen Vorstellungen
www.thur.de/philo/project/raum02.htm

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