Warum fällt das Universum nicht zusammen?
Hey!
Gravitation ist eine fundamental wirkende Kraft - jedes Objekt und Teilchen mit einer positiven Masse zieht sich an. Also auch du und ein Molekül am anderen Ende des Universums. Zwar wird die Gravitationskraft auf Entfernung immer schwächer, aber mir stellen sich zwei Fragen:
1.) Wie kann sich das Universum entgegen der Gravitation ausbreiten? Gibt es eine "Anti-Gravitation"? Schließlich hat jede Kraft eine Gegenkraft.
2.) Wieso breitet sich das Universum immer schneller aus? Kann man das wirklich auf die Energie des Urknalls schieben?
Liebe Grüße!
6 Antworten
Wie kann sich das Universum entgegen der Gravitation ausbreiten?
dazu muss man gar nicht erst bis zu "dunkler energie" oder sonst was gehen. das ist einfach eine frage der anfangsbedingungen. bleibe mal im rahmen der Newtonschen physik. deine frage würde analog lauten "wie kann sich ein ball auf der erde nach oben bewegen, wenn doch die gravitationskraft nach unten wirkt?". und die antwort ist einfach: in dem ich ihn nach oben geworfen habe. ja, die gravitation wird ihn verlangsamen, und ja, vermutlich wird er irgendwann umdrehen und wieder runter kommen, aber das heißt nicht dass er sich nicht nach oben bewegen kann. wenn ich ihn nur schnell genug geworfen haben (> ca. 11 km/s) wird er sich sogar für immer und ewig von der erde wegbewegen bis ins unendliche. nur weil die gravitationskraft konstant nach unten wirkt heißt das natürlich NICHT dass sich nichts nach oben bewegen kann.
die anziehung zwischen den massen verlangsamt die expansion, aber das heißt natürlich NICHT dass es nicht expandieren kann.
Schließlich hat jede Kraft eine Gegenkraft.
das hat aber nichts mit "anti-gravitation" zu tun. betrachte wieder die Newtonsche mechanik: die erde übt eine anziehungskraft auf dich aus, und du übst eine exakt gleich große anziehungskraft auf die erde aus (in die entgegengesetze richtung). DAS ist die bedeutung von kraft und gegekraft.
Wieso breitet sich das Universum immer schneller aus?
weil es neben der materie und der strahlung im universum offensichtlich noch etwas anderes gibt, das wir "dunkle energie" nennen (und derzeit immer noch am besten beschrieben wird durch eine simple kosmologische konstante in den Einstein gleichungen)
kann man das wirklich auf die Energie des Urknalls schieben?
nein. das hat aber auch niemand behauptet.
Warum fällt das Universum nicht zusammen?
Weiß ich nicht, aber ich hatte mir darüber vor beinahe 20 Jahren auch so meine Gedanken gemacht und kam dabei zu einer wie ich finde, relativ interessanten Annahme.
Zeit gilt doch als Maß für Veränderung, also gewissermaßen zur Beschreibung der Entwicklung der Entropie. Nehmen wir daher einmal an, dass die fortlaufende Zeit ein Resultat auch der Expansion dessen ist, was wir Universum nennen (und ja, ich habe das absichtlich so formuliert, weil ich der Bedeutung wegen den Begriff "Universum" eher ungünstig gewählt finde). Wenn nun die Expansion allmählich nachlässt, jedoch eine gewisse "Informationsträgheit" durch das Limit der Lichtgeschwindigkeit angenommen werden kann, dürfte besonders bei entfernteren Objekten der Eindruck einer beschleunigten Expansion entstehen, weil deren Lichtinformationen ja aus einer Zeit stärkerer Expansion stammen. Interessant dabei ist ja, dass man in der Astronomie immer betont, dass manche Sterne, die wir noch am Nachthimmel sehen können, vielleicht gar nicht mehr existieren, eben weil das Licht von ihnen in Jahren schon so alt ist, wie sie in Lichtjahren von uns entfernt sind, aber gern unter den Tisch fallen gelassen wird, dass die Einflüsse des Dopplereffekts bei der Expansion des Universums gern thematisch ausgeklammert wird, obwohl dies eine Verlangsamung des zeitlichen Ablaufs und, wenn dies mit der Expansion über die Entropie verbunden ist, zu einer Verlangsamung der Expansion führt. Wenn dem so ist, und das ist ein gewaltiges wenn, wäre gar nicht wirklich absehbar, wann die Expansion ihr Ende findet, insbesondere dann, wenn der Expansionstrend und damit, um mit einem noch größeren wenn zu kommen, vielleicht auch der zeitliche Ablauf rückläufig wird, was dann immerhin eine Verschwendung von einem irgendwann toten "Universum" verhindern und stattdessen (extern betrachtet) zu einem Big Crunch mit eventuellem Neustart führen würde.
Und wie erwähnt, die scheinbar beschleunigte Expansion insbesondere weit entfernter Objekte wäre unter der oben erwähnten Annahme eher ein Anzeichen dafür, dass die Expansion eigentlich nachlässt und nur das Alter der Informationen weit entfernter Objekte gegenüber unserem schon langsamer gewordenen zeitlichen Ablauf bereits eine Verlangsamung der Expansion folgern lassen würden.
Dabei berücksichtigt werden sollte auch und wurde auch in meiner Annahme, dass natürlich der Dopplererffekt mit zunehmender Entfernung proportional ansteigen müsste. Alles was davon abweicht, könnte direkt oder indirekt, statt zu einer beschleunigten zu einer verlangsamten Expansion führen können, wenn auch letzteres vielleicht erst unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit zur Informationsausbreitung und eventuell entsprechend der Expansion unterschiedlichen zeitlichen Ablaufsgeschwindigkeit, um diese so zu bezeichnen.
Da ich dahingehend nichts studiert habe, kann dies von verwendeten Begriffen her mehr oder weniger wie Unsinn erscheinen, während manches andere schon deshalb wie Unsinn erscheinen mag, weil eine Verzögerung der Information aufgrund der Lichtgeschwindigkeit und Relativität von Zeit im Kontext mit Entropie eher nicht gerade alltägliche Themen sind, aber von der Grundidee denke ich, dass man dies als Gedankenexperiment zumindest einmal durchgehen könnte, wenn man das notwendige Verständnis, vielleicht auch die nötigen Computer mit Simulationskapazitäten hat.
Danke für deine Antwort!
Ich habe deine Antwort so verstanden:
Die Expansion hat bereits nachgelassen, aber wir wissen es (noch) nicht, weil Informationen eine Weile zu uns brauchen - nämlich max. Lichtgeschwindigkeit. Aber wenn dem so wäre, dann würde die Konzentration der Materie im Universum zunehmen, das tut sie aber nicht.
Und - Zeit und Expansion sind doch nicht aneinander gebunden? Zeit ist unabhängig, aber relativ.
PS: Der Dopplereffekt wird nicht außer Acht gelassen bei der Expansion.
Stichwort: Dunkle Energie - hieran wird zur Zeit intensiv geforscht…
Die Gravitation ist kaum verstanden, man sucht noch das Gravitron als Gummiband zwischen der Materie.
Als Theorie der Abstoßung auf großen Skalen wird die „dunkle Energie“ gehandelt. Dunkel weil unbekannt.
Als Theorie der übermäßigen Gravitation innerhalb von Galaxien wurde die „dunkle Materie“ erfunden.
Warum fällt das Universum nicht zusammen?
Das ist es am Anfang. So sind die Sterne entstanden. Und weil Alles noch in Bewegung war, sind die Konstellationen enstanden, die wir als Galaxien kennen und in denen ein Gleichgewicht aus Anziehungskraft und Fliehkraft besteht.
Genauso könntest du fragen: Warum stürzt der Mond nicht auf die Erde? Oder die Erde in die Sonne?