Frage von sgn18blk, 129

Nimmt die Geschwindigkeit der Expansion des Universums zu?

Ich würde das gerne wissen. Dehnt sich das Universum immer in der selben Geschwindigkeit aus oder dehnt es sich von Jahr zu Jahr schneller aus. Oder vllt immer langsamer? Denke ich zwar nicht, aber ich lasse das jetzt nicht ausgeschlossen. Und falls es schneller expandiert, kann das Universum auch Lichtgeschwindigkeit erreichen? Oder noch schneller? Freue mich auf hilfreiche Antworten. Danke im Voraus LG sgn18blk

Antwort
von ProfFrink, 84

Die Geschwindigkeit der Expansion des Universums nimmt zu. Das hat man erstmals in den 90er Jahren durch Vermessung vieler ferner Supernova Ereignisse herausgefunden. Es war für Astronomen eine grosse Überraschung und gilt heute als gesicherte Tatsache. Vorher war man immer von einer konstanten oder gar einer sich verlangsamenden Ausdehnung ausgegangen. Es gab Abschätzungen zur Dichte des Universums und es gab Theorien, wonach sich bei genügender Dichte das Universum aufgrund der Gravitationswirkung wieder zusammenziehen könnte.

Heute weiss man es besser. Aber man hat keinerlei Erklärung für dieses Phänomen. Mit Entdeckung der beschleunigten Expansion wurde der Begriff der Dunklen Energie eingeführt, die dafür verantwortlich sein soll; jedoch ohne zu wissen, was das eigentlich ist. Daher der Name "Dunkle Energie".

Seit man dieses Phänomen entdeckt hat wird gibt es auch neue kosmologische Modelle über das mögliche Ende des Universums. Es könnte durch einen Big Rip enden. Ein Zerreissen des Universums. Aber gesichert ist das nicht.

Kommentar von Abahatchi ,

Es gab Abschätzungen zur Dichte des Universums und es gab Theorien, wonach 

Unter Berücksichtigung des Kontext meinst Du vermutlich "es gab Thesen, wonach."

Kommentar von ProfFrink ,

ja, ja, es waren wohl Thesen, also Annahmen, die oft die Motivation dafür liefern weitere Messungen vorzunehmen bzw. das Geld dafür zu bewilligen. - Eine Theorie ist wohl schon immer etwas Fertiges, stimmt's?

Expertenantwort
von uteausmuenchen, Community-Experte für Astronomie & Universum, 37

Hallo sgn18blk,

wenn wir heute weit entfernte Galaxien beobachten, so sehen wir im Licht dieser Galaxien Rotverschiebungen der Spektrallinien, die uns sagen, dass sich diese Galaxien mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernen.

Das bedeutet aber NICHT, dass diese Galaxien mit Überlichtgeschwindigkeit durch den Raum saußen. Es ist die Raumzeit, die sich überall zwischen uns und ihnen ausdehnt.

Die ersten Beobachtungen, dass sich die Galaxien von uns entfernen - und zwar immer schneller, je weiter sie weg sind - stammen von Hubble aus den späten 1920er Jahren. Allerdings hatte er nur Daten von Galaxien, die relativ nahe bei uns sind.

Deswegen hat man in diesen alten Daten die Frage, die Du Dir da stellst - und die sich die Kosmologen natürlich auch stellen - nicht beantworten können. Der Blick war einfach nicht tief genug ins All.

In den 1990er Jahren hatte man allmählich die Technik wirklich die weitest entfernten Galaxien überhaupt zu beobachten. In den Deep Sky Aufnahmen des Hubble-Teleskops sehen wir heute Galaxien, die ihr Licht weniger als 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall losgeschickt haben, damit es uns inzwischen erreichen konnte.

Unabhängig voneinander haben 2 Forscherteams (um Perlmutter und Riess) im Licht dieser entferntesten Galaxien nach Supernovae vom Typ Ia gesucht. Diese Supernova strahlen in etwa immer gleich hell. Und das ermöglicht, sie zur Entfernungsbestimmung herzunehmen. Aus dem Verhältnis der absoluten Helligkeit und der Helligkeit, wie sie bei uns erscheint, kann man die Entfernung abschätzen.

Beide Forscherteams haben unabhängig voneinander in allnächtlichen Aufnahmen der entferntesten Galaxien nach Anzeichen für diese SN Ia gesucht und doch etliche dieser Standardkerzen über die Jahre hinweg entdeckt und dann genauer vermessen. Außerdem haben sie die Rotverschiebungen dieser Galaxien gemessen.

Und das Ergebnis war, dass diese entferntesten Galaxien weiter entfernt waren, als man erwarten würde, wenn die Ausdehnung des Universums konstant erfolgen würde.

Wie gesagt: Die Ausdehnung entsteht dadurch, dass sich die Raumzeit pro Entfernungseinheit und pro Zeit ein klein wenig ausdehnt. Beschleunigt sich dieser Prozess, dann merken wir das zuerst an den entferntesten Galaxien, weil die Effekte selbst sehr klein sind - sich dort aber am meisten dieser kleinen veränderten Ausdehnungsraten aufsummieren.

Sind diese weitest entfernten Galaxien nun weiter weg als erwartet, bedeutet das, dass diese winzige Ausdehnungsrate pro Teilstück größer geworden ist. Das Universum beschleunigt also seine Ausdehnung.

Das war ein überraschendes Ergebnis, denn eigentlich war man eher von einer konstanten oder bestenfalls leicht (durch die Massen im Universum) gebremsten Ausdehnung ausgegangen.

Weil das Ergebnis so verblüffend war, haben Riess und Perlmutter erst mal untereinander ihre Ergebnisse verglichen - "Wir haben hier was merkwürdiges, habt Ihr das auch raus?" - Ja, die anderen hatten dasselbe.

In den folgenden 10 Jahren haben beide Teams weitere und noch bessere Daten gesammelt. Und das Ergebnis ist inzwischen ziemlich eindeutig. So eindeutig, dass die beiden Teams 2011 den Nobelpreis dafür bekommen haben:

Ja, es sieht so aus, als ob sich die Expansion des Universums beschleunigt. Wir wissen nicht warum, aber unsere Daten sprechen eindeutig in diese Richtung.

Weil wir nicht wissen, was die Expansion beschleunigt, haben wir dieser treibenden Kraft erst mal einen Arbeitstitel gegeben. Dunkle Energie.

Nicht verwechseln mit Dunkler Materie - das ist was ganz, ganz anderes. Hat nix miteinander zu tun.

Hier ist das alles schön erklärt:

Grüße

Kommentar von Abahatchi ,

wenn wir heute weit entfernte Galaxien beobachten, so sehen wir im Licht dieser Galaxien Rotverschiebungen der Spektrallinien, die uns sagen, dass sich diese Galaxien mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernen.

Wie kannst Du Licht sehen, welches derart rot verschoben ist, dasz es durch eine Raumexpansion mit Überlichtgeschwindigkeit kommt?

Vermutlich hast Du es miszverständlich erklärt. 

Was denkbar wäre, dasz wir erst heute von Objekten Licht erhalten, bei denen wir an der Rotverschiebung des Lichtes erkennen, bzw. errechnen, dasz sie sich heute mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernen. Das was wir jedoch noch sehen, kann sich sichtbar nicht mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen. Bei einem Blick ins All, sehen wir in die Vergangenheit. Also in einem Zustand, in dem sie sich noch nicht mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernten. Wir sehen, wie die Galaxie in der Vergangenheit war.

Antwort
von pflanzengott, 27

Hallo sgn18blk,

die wissenschaftliche Disziplin die sich mit dem Universum und den dazugehörigen Eigenschaften befasst, wird Kosmologie genannt. Die Kosmologie hat in den letzten Jahrzehnten einige entscheidende Beobachtungen machen können, die zum Teil revolutionär in die Wissenschaft einflossen und auch heute noch ausgewertet bzw. heiß diskutiert werden.

Ausgangspunkt der Beobachtungen war die Annahme, dass das heute 13,75 Milliarden Jahre alte Universum in einem Urknall seinen Anfang fand. Die Wirkung des Urknalls hatte unter anderem, eine schlagartig einsetzende Expansion, also Ausdehnung der Raumzeit zur Folge, die inbesondere in der sogenannten inflationären Expansion entscheidend zur weiteren Entwicklung des sichtbaren Kosmos beitrug.

Der Grundgedanke eines nach dem Urknall fortsam auseinanderstrebenden Universums, blieb lange Zeit erhalten. Nach dem Urknall sollte der Kosmos nach und nach expandieren und abkühlen. Und: seine Expansionsgeschwindigkeit sollte sich im Laufe der Zeit immer weiter verringern, da ja die im Kosmos enthaltene Masse durch die resultierenden Gravitationsfelder nach einem Kollaps strebt.

Dazu sollte es nie kommen. Beobachtungen an mehreren Milliarde Lichtjahre weit entfernten Galaxien geben Aufschluss über das Expansionsverhalten des Kosmos zu einer Zeit, von einigen Milliarden Jahren nach dem Urknall. Was ist zu sehen?

Das Universum expandierte bis etwa 6 Milliarden Jahre nach dem Urknall gebremst. Danach, beschleunigte sich die Expansion aber plötzlich wieder! Wie kann das sein? Beschrieben habe ich das in dieser Antwort schon einmal:

https://www.gutefrage.net/frage/hatten-astronomen-diese-vermutung-auch-schon?fou...

Entscheidend für die Erklärung dieses Verhaltens ist vermutlich die ominöse Substanz die in Fachkreisen Dunkle Energie genannt wird. Die dunkle Energie soll seit knapp 8 Milliarden Jahren dafür verantwortlich sein, dass das Universum von gebremster Expansion auf beschleunigte Expansion umgeschaltet hat. Das ist zu erklären, wenn man die Annahme trifft, die Dunkle Energie sei mit der Vakuumenergie gleichzusetzen.

Aufgrund quantenmechanischer Effekte, die sich Vakuumfluktuationen nennen, besitzt das Vakuum eine negative Energiedichte und ist daher in der Lage den merkwürdigen Charakter der Expansion zu erklären. Mit einer Vergrößerung des Raumes, analog zur Expansion wächst der Anteil an Dunkler Energie im Universum Tag für Tag weiter an. Die Folge --> Jeden Tag beschleunigt sich die Expansion des Kosmos ein Stück weiter.

Um noch auf diese altbekannte Frage einzugehen:

Und falls es schneller expandiert, kann das Universum auch Lichtgeschwindigkeit erreichen? Oder noch schneller? 

Der Raum kann mit Lichtgeschwindigkeit expandieren. Die Lichtgeschwindigkeit als Obergrenze bezieht sich auf materielle Objekte und deren Geschwindigkeit. Letztlich ist die Frage nach der Expansionsgeschwindigkeit auch schnell eine der Perspektive. Edwin Hubble stellte das in den 1920er Jahren fest: Objekte bewegen sich umso schneller von uns weg, je weiter sie von uns entfernt sind. Das betrifft schließlich auch den Raum. Obwohl der Raum in jedem Punkt des Kosmos momentan mit genau der gleichen Geschwindigkeit expandiert wie jeder andere (Hubble-Konstante ~ 74 Km/s/Mpc) kommt es in Form eines scheinbaren Effektes so rüber, dass sich eine Galaxie die bereits 5 Mpc von uns entfernt ist auch mit 370 Km/s von uns entfernt. Das subjektive Ausmaß der Expansionsgeschwindigkeit ist also immer entfernungsabhängig.

Lg Nikolai

Antwort
von Jonny1776, 47

Ja, das Universum dehnt sich immer schneller aus. Und es hat sich bereits seit dem Urknall in Überlichtgeschwindigkeit ausgedehnt. Nimmt man an.
Eine oft gestellte Frage dazu ist "Wie geht das, wenn laut Einstein nichts schneller als Licht ist?"
Um da sofort Klarheit zu schaffen: Keine Materie kann Lichtgeschwindigkeit oder schneller erreichen. Bei unserem Universum handelt es sich aber lediglich um Raum und Zeit und keine Materie.

Ich hoffe ich konnte helfen. LG ^^

Antwort
von Werwewer, 11

Hallo also erstmal dehnt sich das Universum nicht gleichmäßig aus, sondern potentiell immer schneller, was zu einer völligen Isolierung der Gallaxien führen kann , denn die offen sichtbare Materie und auch die vermutete Schwarze Materie übt lange nicht genug Gravitation auf einander aus, um der Expandation (???) des Raumes entgegen zu wirken.

Und es ist durchaus Möglich das sich das Universum schneller als Lichtgeschwindigkeit ausdehnt, denn es bewegt sich nicht die Materie sondern nur der Raum also wenn man einen in kompletter Ruhe verharrenden Körper Im Weltraum, welcher sich ausdehnt, Betrachtet er sich nicht genau so wenig wie in Bezug auf andere Körper in dem System. Natürlich sieht es so aus als ob sich die Körper von einander weg bewegen, doch in Wirklichkeit vergrößert sich nur der Raum zwischen ihnen, so wie wenn man auf einen Luftballon(Raum in 2 Dimensionen vereinfacht(Oberfläche)) Punkte(Körper) Mahlt, und den Luftballon dann aufpustet Bewegen sich die Punkte(Körper) an sich auf dem Luftballon(in dem Raum) nicht.

wenn es wirklich mal dazu kommt , dass sich das Universum mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt, wäre das Umfeld von uns nichts als eine schwarze lehre, weil der Raum schneller ist als das Licht, und es somit niemals irgendwo ankommen wird. Aber bis dahin wird es noch sehr lange dauern falls es denn jemals dazu kommen wird, denn wir wissen nicht was, oder ob Überhaupt irgendetwas Außerhalb unseres Universums liegt oder welche Bedingungen dort herrschen.

ich hoffe ich konnte deine Frage gut beantworten LG Werwewer

Antwort
von bobbelkopp, 28

Kurz aus meinem Gedächtnis:

Die Ausdehnung wurde festgestellt weil man gemerkt hat, dass alle Planeten und Galaxien von uns wegbewegen. Sie fliehen aber nicht vor uns sondern, der Raum im ganzen wird einfach grösser.

Bei sehr schnellen Objekten ist eine Rot/Blauverschiebung zu erkennen. Heisst wenn sie auf uns zu kommen werden sie leicht blau, wenn sie sich entfernen rot.

Dazu hat man fetsgestellt, dass es so aussieht das eben diese Rotverschiebung stärker zu werden scheint. Dadurch wird angenommen das die Expansion immer schneller wird.

Ausserdem wird damit gerechnet das in der kosmischen Hintergrundstrahlung ( Was als Überbleibsel des Urknalls und vermeintlich als Rand unseres Universum gesehen wird) sich viele Tachyonen befinden, die sich aller wahrscheinlichkeit sehr wohl schneller als Licht bewegen können.

Also nach aktuellen Stand kann man deine Frage durchaus immer bejahen.

Antwort
von ALEMAN2015, 48

Das kann dir niemand genau sagen, denn direkt messen kann man das nicht. Man kann nur indirekt aus Beobachtungen der Helligkeit von Supernovae oder der Rotverschiebung Rueckschluesse ziehen. Diese Rueckschluesse sind aber mit Unsicherheiten behaftet.

Die herrschende Lehrmeinung geht zwar von einer beschleunigten Expansion aus, benoetigt dafuer aber eine geheimnisvolle "dunkle Energie", die noch niemand gesehen oder gemessen hat. Ich denke mal, hier besteht noch erheblicher Forschungsbedarf.

Kommentar von stey1954 ,

@ALEMAN2015,

GEMESSEN HAT MAN DUNKLE MATERIE SCHON und zwar:

Der, im Link inter der Kartofraphierung vorkommender Name des NASA Wissenschaftlers: der Dr. MASSEY, richard von der CIT, ist der jenige, der Aufgrund des Gravitationslinseneffekts, Teilvorkommen der DM kartographiert hatte.  http://www.mpg.de/538045/pressemitteilung20070105

Antwort
von FinisTerrae, 65

Die aktuell anerkannten Theorien über dieses Thema sagen zum einen Ja, zum anderen Nein und einige sagen Vielleicht.

Kommentar von AcidBomber ,

Unnötigste Antwort ever :,D

Ja, Nein oder vielleicht 

Hättest gleich gar nicht antworten können XD

Kommentar von Jonny1776 ,

Klingt wie ein Liebesbrief von früher: Willst du mit mir gehen? o Ja o Nein o Vielleicht

Kommentar von FinisTerrae ,

wir suchen immerhin eine antwort, dessen frage wir womöglich noch nicht einmal richtig stellen.

Antwort
von onsamon, 38

Ich glaube es wird immer schneller u kälter oder so xD google es doch mal

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