Frage von leoquestiongoon, 36

Hubble Konstante Unklar?

In der Schule haben wir gelernt, dass es einen linearen Zusammenhang zwischen der "scheinbaren" Geschwindigkeit gibt, mit der sich eine Galaxie von uns fortbewegt und ihrer Entfernung. Bzw zwischen der Rotverschiebung und ihrer Entfernung. Jetzt meine Frage: Eigentlich gilt das doch nur in der Näherung, denn während das Licht "auf dem Weg zu uns ist", verschiebt es sich doch immer weiter ins rote. Außerdem wäre die mit der vereinfachten Formel berechnete Geschwindigkeit ja die, als das Licht ausgesendet wurde, inzwischen ist die Geschwindigkeit ja viel größer.

Und wir haben gelernt, dass man über v = H * r das Alter des Universums berechnen kann. Aber die Formel Weg = Geschwindigkeit * Zeit gilt doch nur für lineare Bewegungen. Der Auseinanderdrift von zwei Galaxien ist doch beschleunigt, da die Geschwindigkeit von ihrer Entfernung abhängt?

Mir ist sehr wohl bewusst, dass sich eigentlich nicht die beiden Galaxien voneinander entfernen, sondern der Raum zwischen ihnen sich ausbreitet! , sorry wenn ich mich unklar formuliert habe.

Antwort
von Ankido, 8

Die beschleunigte Bewegung der fernen Galaxien war nicht bekannt als Habble das Gesetz und die Konstante herausgefunden hatte. Also Hubble Konstante beschreibt die Fortbewegung der Galaxien von uns, und voneinander.

Die beschleunigte Bewegung aber hängt davon ab, wie viel Energie der leere Raum in sich enthält. Diese Energie nennen wir heute die Dunkle Energie.

Wenn Hubble das Alter des Universum zu messen versuchte, hat er es 1.5 milliarden Jahre gefunden. Er hat es aber falsch gelegt.

Da beginnt man mit sog. "Standard Kandil" zu arbeiten. War das Ergebnis 14 milliarden Jahre.

Aber immer im Kopf behalten. Die dunkle Energie beschleunigt diese Ausdehnung des Universums.

Ich hoffe, dass ich dir damit geholfen habe.

Antwort
von hypergerd, 18

Hast Du vollkommen richtig erkannt! Menschen versuchen immer alles zu vereinfachen und billige Näherungsformeln als "Gesetz" hinzustellen!

Wenn man sich aber die Geschichte dieser "Konstante" genauer anschaut, dann findet man große Abweichungen bei den Angaben:

https://de.wikipedia.org/wiki/Hubble-Konstante

geht 1927 bei 625 km/s/Mpc los

und schwankt selbst heute je nach Messmethode gewaltig (siehe Tabelle:

https://en.wikipedia.org/wiki/Hubble%27s_law  

bis runter zum Wert 50)

Dass unsere Welt nicht immer linear funktioniert, müsste spätestens dann jedem klar werden, der das geschätzte Alter (weniger als 14 Mrd Jahre) mit dem Durchmesser (laut Wiki bei etwa 70 Mrd Ly ) vergleicht!

Das wird jedem immer wieder passieren, der die vielen unterschiedlichen Lernmethoden von der Schule über Abi bis zum Studium durchgeht.

Es geht bei Geschwindigkeitsadditionen los (erst linear dann mit 

https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzfaktor )

oder Raumvorstellung (erst unendlich, dann Relativitätstheorie: Materie bildet erst den Raum) usw.

Unterscheide selbst: was will der Lehrer von Dir hören

und 

was sagen die unterschiedlichen Bestimmungsmethoden (WMAP, SDSS-III, Hubble, Planck Mission, ...) genauer aus.

Anhand von Näherungsformeln Voraussagen (mathematische Approximation)  für die Zukunft (weiterer Funktionsverlauf) zu machen

kann gewaltig schiefgehen, wie diese Grafik zeigt:

https://en.wikipedia.org/wiki/Hubble%27s_law#/media/File:Velocity-redshift.JPG

Kommentar von Astroknoedel2 ,

Wer hat dir erzählt, dass Materie "Raum bildet" ?

Kommentar von hypergerd ,

Nachdem Du selbst schon Fragen zur Stringtheorie und Relativitätstheorie beantwortet hast,
müsstest Du wissen was ich meine...

https://de.wikipedia.org/wiki/Raum_(Physik)
"... der Allgemeinen Relativitätstheorie. In dieser wird die Gravitation durch die Krümmung der Raumzeit beschrieben, welche auch eine Krümmung des Raumes bedeutet.
Die Geometrie der Raumzeit hängt vom Energie-Impuls-Tensor, also von den im Raum vorhandenen Teilchen und Feldern ab..."

Und die Summe der Teilchen und Felder bezeichnet man auch als Materie.

Die Expansion der Materie (nach dem Urknall bis heute) vergrößer damit den (Welt-) Raum, was dieses Bild
http://home.arcor.de/sebastian.schmidtke/urknall2.jpg
grob darstellt.

Worüber Wissenschaftler unterschiedlicher Meinung sind, ist die genaue Größe aktuell... und die genaue Ausdehnungsgeschwindigkeit.

Vielleicht hat Dir auch nur die Formulierung nicht gefallen. Exakter wäre:
Mit der Expansion der Materie (und allen Feldern) expandiert auch der Raum.
( "Dahinter" ist keine Materie und somit auch kein Raum. )

Kommentar von Astroknoedel2 ,

Aus der Bemerkung konnte man nur schließen, dass du meintest, Materie würde in gewisser Weise Raum "erzeugen" oder eben "bilden". Ja, es lag an der Formulierung.

Kommentar von hypergerd ,
Antwort
von grtgrt, 19

Die sog. Hubble-Konstante beschreibt die Rate der Expansion des Universums zum heutigen Zeitpunkt

Mittlerweile wird auch häufig der Begriff Hubble-Parameter verwendet, da die Hubble-Konstante genau genommen keine Konstante ist, sondern sich mit der Zeit verändert (und verändert hat).

Deine Überlegung ist also völlig richtig: Mit der von deinem Lehrer genannten einfachen Formel lässt sich das Alter des Universums nur mit allzu großer Ungenauigkeit bestimmen (d.h. nur unter der Annahme, dass der Wert des Hubble-Parameters sich seit dem Urknall niemals mehr verändert hätte). 

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