Was passiert mit dem Licht am Rand des Universums?
Alles Licht, egal aus welcher Richtung, wird auf seinem Weg durch das Universum, nach außen, alle Materie überholen. Was passiert am Rand mit den Photonen ?
Wird dadurch immer mehr Energie in Form von Licht nach außen verlagert ?
Ist das die "Masse" die das Universum auseinanderzieht ?
9 Antworten
Es gibt kein Außen beim Universum. Entweder ist es als Ganzes unendlich groß oder es ist die dredimensionale Entsprechung einer Oberfläche wie der einer Kugel oder eines Torus (ein Torus ist wie ein Donut oder ein Schwimmreifen geformt), die in sich geschlossen sind.
In keinem Fall hat es einen Rand, über den hinaus etws gelangen könnte. Wobei das nur auf das ganze Universum zutrifft. Der uns durch Beobachtungen zugängliche Teil ist nämlich wahrscheinlich nicht alles davon.
Das beobachtbare Universum ist kugelförmig mit der Erde in der Mitte, hat einen Durchmesser von etwa 96 Milliarden Lichtjahren und daher durchaus einen Rand. Der ist aber einfach ein Beobachtungshorizont, weil das Licht seit dem Urknall nicht genug Zeit hatte, um von weiter entfernten Gegenden hierher zu gelangen.
Denn das erste Licht wurde erst etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall freigesetzt und unmittelbar nach diesem hat sich das Universum außerdem viel schneller ausdehnt als heute. Dadurch war es, als das erste Licht freigesetzt wurde, schon zu groß, um von weiter weg hierher zu gelangen.
Ein anderer Beobachter im Universum, zum Beispiel in irgendeiner weit entfernten Galaxie, hätte einen anderen Beobachtungshprizont und könnte daher Bereiche des Universums sehen, die wir nicht sehen können, und dafür andere, die wir sehen können, nicht sehen.
Die Situation entspricht also dem Sachverhalt, dass verschiedene Beobachter an verschiedenen Orten auf der Erdoberfläche den für sie jeweils sichtbaren Horizont an verschiedenen Stellen der Erdoberfläche sehen, nur in drei anstatt zwei Raumdimensionen
Und genau wie hier auf der Erdoberfläche nichts Besonderes mit dem Licht passiert, das den für einen Beobachter sichtbaren Horizont überschreitet, passiert mit ihm auch nichts Besonderes, wenn es den Rand des beobachtbaren Universums überschreitet. Es verlässt einfach nur den für uns einsehbaren Bereich des Universums und gelangt in andere Teile davon.
Der uns durch Beobachtungen zugängliche Teil ist nämlich wahrscheinlich alles davon.
Ich meinte natürlich "ist nämlich wahrscheinlich nicht alles davon."
Das beobachtbare Universum ist tatsächlich 96 Milliarden Lichtjahre groß und vorab (grausam) es wird kleiner!! Warum? Weil das Universum beschleunigt expandiert (dunkle Energie). Aber nicht die Materie selbst expandiert irgendwo hinein, nein, sondern der Raum an sich expandiert. Und ja! In unserem beobachtbaren Universum sind wir tatsächlich das Zentrum. Aber genauso verhält es sich für jeden anderen Beobachter in einer anderen Galaxie.
Unser beobachtbares Universum ist also aufgrund der Eigenschaft des Lichtes, sich in alle Richtungen zu verbreiten, eine Kugel. Das Universum hingegen ist komplett flach (oder übertrieben groß, sodass selbst die Innenwinkelsumme unseres übertrieben großen beobachtbaren Universum noch exakt 180 Grad ergibt). Sprich es müsste dann googolplex mal größer sein oder unendlich eben. Da es eine Zeit hat, könnte es sogar unendlich groß sein. Warum ist es wahrscheinlich flach? Weil es so sein müsste, damit es mathematisch Sinn macht, dass es nicht zusammenfällt oder überexpandiert, sodass sich keine Strukturen bilden können (keine Teilchen).
Das beobachtbare Universum ist tatsächlich 96 Milliarden Lichtjahre groß
Es wäre nett, wenn Du mal erläutern könntest, wie Du auf diese Zahl kommst.
Ich wiederhole:
"Es heißt doch, der Urknall - also die Entstehung von Allem (Raum, Zeit, Materie etc.) - sei vor 13,8 Milliarden Jahren gewesen.
Demnach kann der Durchmesser des Universums - wenn es sich mit Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt hätte (schneller als Licht geht ja angeblich nicht in diesem Universum) - nicht mehr als 27,6 Milliarden Lichtjahren betragen."
Oder hat sich irgendwas an der Mathematik oder der Lichtgeschwindigkeit geändert, was ich nicht mitbekommen habe?
Das Universum hingegen ist komplett flach
Also - entweder ich habe hier ein semantisches Problem, oder die Physiker verstehen unter "flach" etwas gänzlich anderes als Ottonormalverbraucher.
Wenn ich "flach" höre, denke ich z.B. an eine Briefmarke (solange sie nicht hochkant steht). Die IST flach - das kann man sehen.
Wie jedoch das Universum in diesem Sinne "flach" sein soll, erschließt sich meiner Vorstellungskraft nicht. Insbesondere, wo ich doch in ALLE Richtungen (mit geeigneten Teleskopen) Milliarden von Lichtjahren weit blicken kann.
In meiner Sprachwelt ist das eher eine Kugel - und flache Kugeln gibt es genauso wenig, wie gerade Kurven...
???
Also bitte mal das "flach" der Physiker definieren...
Da es eine Zeit hat, könnte es sogar unendlich groß sein.
Dann müsste es ja auch unendlich alt sein.
Ist es aber offenbar nicht.
Die Astrophysiker sagen, es sei etwa 13,8 Milliarden Jahre alt.
Also kann es - wenn es sich ab dem Urknall mit Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt hätte - keinen größeren Durchmesser haben als 27,6 Milliarden Lichtjahre.
Und es wäre dann in meiner Sprachwelt kugelförmig - und keinesfalls "flach"...
Wie bereits gesagt: das Universum expandiert schneller als mit Lichtgeschwindigkeit. Dies ist kein Verstoß gegen die Relativitätstheorie, da sie der Raum bloß ausdehnt. Die Expansion des Raumes findet auf ganz anderen Skalen statt, als du dir vorstellen kannst. Nicht auf der Erde, nicht im Sonnensystem, nicht in der Galaxie, nicht in der lokalen Gruppe, sondern außerhalb dessen. Irgendwann jedoch, wird die Expansion so stark zunehmen, dass sich keine Struktur mehr bilden kann und selbst unsere Größenskala zerrissen wird. Des weiteren hast du einen kleinen Denkfehler gemacht. Lediglich das beobachtbare Universum ist 96.000.000.000 Lichtjahre groß. Das Universum ist wie gesagt mindestens 10^10^39 mal größer, wenn nicht unendlich. Bitte nimm diese Zahl nicht zu ernst. Sprich, dass Argument „wie kann es im Durchmesser 96.000.000.000 Lichtjahre groß sein, obwohl das Universum 13,81 Milliarden Jahre alt ist?“.
Warum muss das Universum nun flach sein? (Was übrigens nicht heißt, dass es nicht 3D sein darf, sondern ähnlich wie unser Sonnensystem nur so stabil ist).
Harald erklärt es besser als ich:
Nein! Hier greift das Olberrsche Paradoxon. Wäre das Universum unendlich alt und unendlich groß, so wäre unser Nachthimmel kein Nachthimmel mehr, sondern es wäre immer Tag, da es unendlich viel Zeit gebe, dass das Licht jedes Sterns uns schon längst erreicht hätte. Da es dann noch unendlich groß wäre, müsste es ja an jedem Punkt einen Stern geben. Was wir allerdings wissen, ist dass es nicht unendlich alt ist (hatte Hubble erst entdeckt/ rotverschiebung). Trotzdem könnte es dann noch unendlich groß sein. Das wissen wir nicht. Man geht davon aus, dass es entweder übergroß ist, sodass unsere Messungen (welche eigentlich extreeeeemst genau sind, als würdest du zwei Sandkörner auf einanderschießen von Paris bis Berlin, welche sich treffen) nicht genau genug sind, um von den 180 Grad abzuweichen oder eben flach.
Wie bereits gesagt: das Universum expandiert schneller als mit Lichtgeschwindigkeit.
Stellt sich mir die Frage, wie man das mit (Mess-)Instrumenten feststellt, die alle in die Raumzeit eingebettet sind, welche ja keine größeren Geschwindigkeiten als c zulässt???
Dies ist kein Verstoß gegen die Relativitätstheorie, da sie der Raum bloß ausdehnt. Die Expansion des Raumes findet auf ganz anderen Skalen statt, als du dir vorstellen kannst. Nicht auf der Erde, nicht im Sonnensystem, nicht in der Galaxie, nicht in der lokalen Gruppe, sondern außerhalb dessen.
O.K. - der Raum dehnt sich also aus.
Harald Lesch hat mal in der Reihe "Alpha Centauri" erklärt, dass selbst ein Atom hauptsächlich aus leerem Raum besteht.
Er hat auch erklärt, dass die physikalischen Gesetze ÜBERALL im Universum gelten. Also ÜBERALL in der Raumzeit.
Dann wachsen also die Atome auch - denn der leere Raum innerhalb der Atome müsste ja dann ebenfalls größer werden.
Des weiteren hast du einen kleinen Denkfehler gemacht. Lediglich das beobachtbare Universum ist 96.000.000.000 Lichtjahre groß.
Dann kläre mich bitte auf, wo ich den Denkfehler mache.
Wie kann das beobachtbare Universum 96.000.000.000 Lichtjahre groß sein?
Wer ist denn bitteschön 96.000.000.000 Jahre alt, dass er DAS hätte beobachten können? Harald Lesch hat nämlich auch gesagt, dass c seit dem Urknall konstant sei...
Wenn das beobachtbare Universum aber 96.000.000.000 Lichtjahre groß sein soll, dann muss es ja auch jemand beobachtet haben. Laut Harald Lesch aber können sich Informationen in diesem Universum nur mit maximal c ausbreiten...
Irgendwie geht die Rechnung mit den 96.000.000.000 Lichtjahren vorn und hinten nicht auf...
weil das Licht seit dem Urknall nicht genug Zeit hatte,
das Licht wird auch nie bei uns ankommen, da sie der Raum dazwischen (an der Grenze und zunehmend weiter innen, sprich andere Galaxien werden verschwinden) schneller ausbreitet als mit Lichtgeschwindigkeit.
Das Universum ist u nendlich ! Da gibt es kein Ende.
Interessantes Bild :)
Du stellst dir das Universum als Blase oder Torus vor, und die Implikation dieser Beschreibungen ist, dass das Universum in eine höhere Dimension eingebettet ist, wie die 2D-Oberfläche eines expandierenden Ballons in den 3D-Raum eingebettet ist.
Aber es ist wichtig, klarzustellen, dass das Universum nicht in eine vierte räumliche Dimension eingebettet ist. Es gibt nur drei Raum- und eine Zeitdimension und das Universum dehnt sich nicht zu etwas aus. Das bedeutet, dass das Universum kein "aussen" hat, so dass es keine Kante gibt, die Photonen erreichen können.
Die Oberfläche eines Ballons oder auch einer Kugel ist stets 3-dimensional weil gewölbt.
Wollte nur klarstellen, dass die Oberfläche eines Ballons nicht 2-dimensional sein kann.
Ob es etwas 'außerhalb' des Universums gibt, darüber können wir keine gesicherte Aussage treffen, da wir uns 'innerhalb' befinden und nicht über den 'Rand' hinausblicken können...
"Dimensionen" (Raum und Zeit) sind übrigens ebenfalls Bestandteil des Universums - also innerhalb desselben...
Es gibt keinen "Rand des Universums" - es gibt nur Horizonte (und die verschieben sich mit dem Beobachter).
- wenn es eines dahin schafft, ohne auf irgendn Molecool zu donnern, dann hat es gewonnen und fliegt und fliegt und fliegt...
- ...in gerader Linie... immer weiter und weiter...
- außer da ist noch irgendne Möglichkeit, ein Photon zu beeinflussen... :)
@ Janeco85
Du schreibst:
"Das beobachtbare Universum ist kugelförmig mit der Erde in der Mitte, hat einen Durchmesser von etwa 96 Milliarden Lichtjahren und daher durchaus einen Rand."
Wie kommst Du auf den Durchmesser von 96 Milliarden Lichtjahren?
Es heißt doch, der Urknall - also die Entstehung von Allem (Raum, Zeit, Materie etc.) - sei vor 13,8 Milliarden Jahren gewesen.
Demnach kann der Durchmesser des Universums - wenn es sich mit Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt hätte (schneller als Licht geht ja angeblich nicht in diesem Universum) - nicht mehr als 27,6 Milliarden Lichtjahren betragen.
Bei dem von Dir behaupteten Durchmesser von 96 Milliarden Lichtjahren müsste es sich ja mit Überlichtgeschwindigkeit ausgedehnt haben - nämlich mit rund 3,5-facher Lichtgeschwindigkeit.
Und da Du angibst, dass es sich um den Rand des BEOBACHTBAREN Universums handelt (d.h., tatsächlich ist es noch größer), müsste sich das Universum nach dem Urknall noch viel schneller ausgedehnt haben als mit 3,5c.
Du sagst, die Erde steht im Zentrum (komisch - kommt mir irgendwie bekannt vor) des beobachtbaren Universums mit 96 Milliarden Lichtjahren Durchmesser. Dann wären es von der Erde bis zum Rand also 48 Milliarden Lichtjahre. Wenn dieser Rand aber "beobachtbar" sein soll, dann kann er nicht weiter als 13,8 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt sein, denn es sind ja seit der Entstehung der Zeit erst 13,8 Milliarden Jahre vergangen.
Wie also kommst Du auf diese 96 Milliarden Lichtjahre?
Außerdem:
"...nur in drei anstatt zwei Raumdimensionen."
Es braucht IMMER 3 Dimensionen für einen Raum. 2 Dimensionen beschreiben eine (100% ebene) Fläche. Auch wenn eine Kugel eine OberFLÄCHE hat, ist diese stets 3-dimensional weil gewölbt.