Frage von Spiritusss, 49

Wenn die kosmische Hintergrund-Strahlung ja angeblich vom Urknall stammt, wieso ist sie dann am Rande des uns sichtbaren Universums?

Der Urknall soll ja angeblich von einem einzigen kleinen Punkte ausgegangen sein. Wie kann es dann sein das die kosmische Hintergrund Strahlung da ist wo sie ist, wenn anfangs alles in einem Punkt war, und die Raum-Zeit eins war ?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von uteausmuenchen, Community-Experte für Physik & Universum, 33

Hallo Spiritusss,

um zu verstehen, warum die Hintergrundstrahlung am Rand des sichtbaren Universums ist, hilft es, sich zu überlegen, was das sichtbare Universum ist.

Das ist nämlich der Bereich des Universums, den wir sehen können.

Wir können ihn sehen, weil das Licht der Objekte innerhalb dieses Bereiches seit dem Urknall Zeit hatte, ums zu erreichen. Licht breitet sich ja immer "nur" mit Lichtgeschwindigl´keit aus. Wenn das Universum also 13,8 Milliarden Jahre alt ist, dann ist Licht im Universum auch erst maximal so lange unterwegs.

Weil das Licht nur eine endliche Geschwindigkeit hat, vergeht immer Zeit für seinen Weg von der Lichtuelle zu uns in unser Auge. Bei der Sonne sind das nur 8 Minuten. Zum nächsten Stern 4 Jahre. Die Andromeda sehen wir schon so wie vor 2,5 Millionen Jahren.

Wenn wir die am weitesten entfernten Galaxien anschauen, sehen wir also in die Phase als das Universum noch recht jung war. Weil das Licht, das wir heute von ihnen sehen eben schon sehr lange unterwegs ist.

Was muss also das entfernteste sein, das wir sehen? Genau: Das älteste mögliche Licht im Universum überhaupt.

Unmittelbar nach dem Urknall war das Universum dicht und heiß. Mit der Formulierung, dass das beobachtbare Universum damals in einem winzigen Volumen war, ist nicht gemeint, dass die Masse an einem Raumpunkt konzentriert war - nein: der ganze Raum war damals kleiner. Das ganze heutige beobachtbare Universum (also die Raumzeit und alles, was drin ist) war in einem kleineren Volumen. Und dieses Universum war voll mit Strahlung, nahezu gleichmäßig dicht und heiß mit Strahlung ausgefüllt.

So dicht, dass es im ganz jungen Universum nach dem Urknall dem Licht gar nicht möglich war, sich auszubreiten. Jedes Photon stieß praktisch sofort mit den  Materieteilchen zusammen. Das Universum musste erst eine gewisse Zeit nach dem Urknall abkühlen und ausdünnen, indem es sich ausdehnte, damit das Licht sich im Universum ungehindert ausbreiten konnte.

Dieser Zeitpunkt, an dem das Universum durchsichtig wurde, war etwa 380 000 bis 400 000 Jahre nach dem Urknall. Im noch jüngeren Universum war es überall zu dicht und zu heiß, damit sich Photonen ungehindert hätten ausbreiten können.

Das heißt also: Das älteste Licht, das wir sehen können, das stammt aus dem Moment, als das Universum leer genug geworden war, damit sich Licht ausbreiten konnte. Die ältesten Photonen - die die am längsten zu uns unterwegs waren (egal in welche Richtung wir blicken) - die stammen genau von da.

Und das ist die Hintergrundstrahlung. Unser Rundumblick auf die "Wand aus Licht", auf das älteste Licht und damit auf das Licht, das am längsten zu uns unterwegs war (und das deshalb die maximal mögliche Rotverschiebung erfahren hat).

Ungefähr klar?

http://www.br.de/fernsehen/ard-alpha/sendungen/alpha-centauri/alpha-centauri-hin...

Grüße

Kommentar von Spiritusss ,

wow super ausführliche Antwort. Vielen Danke.

Antwort
von BurkeUndCo, 49

Weil der Urknall nicht an einem Punkt passierte, sondern der "Punkt" des Urknalls war damals das gesamte Universum. Deshalb gibt es heute auch kein Strahlungszentrum, sondern dieser Punkt hat sich zum gesamten Universum ausgedehnt und deshalb strahlt das gesamte Universum - nicht ein Punkt, sondern das gesamte Volume strahlt.

Kommentar von TERMALTAKE ,

Das ist richtig :)

Kommentar von Mikkey ,

Nicht ganz, die Hintergrundstrahlung von nicht von etwas ausgestrahlt, sondern die ist seit dem Urknall unterwegs.

Kommentar von BurkeUndCo ,

Genau, aber dieser "Punkt", von dem diese Hintergrundsstrahlung kommt, der ist eben krein Punkt, sondern das gesamte Volumen des Universums.

Wenn man beliebig weit weg, also gleichzeitig in der Zeit zurück schauen könnte, dann würde man immer den Urknall sehen, ganz egal in welche Richtung man blickt.

Kommentar von NutzlosAlpha ,

Nicht ganz, die Hintergrundstrahlung von nicht von etwas ausgestrahlt, sondern die ist seit dem Urknall unterwegs.

Die Hintergrundstrahlung ist die thermische Strahlung der Materie, welche nach dem Urknall gebildet wurde, folglich wurde sie von ebendieser Materie auch abgestrahlt.

Antwort
von FireFullMoon, 48

Alle Dinge im Universum bewegen sich voneinander weg. Siehe Rotverschiebung

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 10

Die Hintergrundstrahlung heißt nicht deswegen so, weil sie vom Hintergrund des Universums kommt sondern sie heißt deswegen so, weil sie sich anfangs als Hintergrund von Messergebnissen, also im Prinzip als eine Störung oder Fehlerquelle als Rauschen (Hintergrundrauschen) geäußert hat.

Die Hintergrundstrahlung enthält etwa die Hälfte der gesamten Entropie des Universums und ist bei der Umwandlung von Energie in Materie beim Urknall entstanden.

Der hohe Entropiegehalt der Hintergrundstrahlung äußert sich dadurch, dass sie praktisch keine Struktur oder Ordnung hat. Sie ist gleichmäßig im Universum verteilt und hat keine Richtung sowie nur eine geringe Energie.

Egal, wo man im Universum einen Kubikmeter Raum betrachtet, findet man dort immer etwa 400 Photonen der Hintergrundstrahlung, die ohne erkennbare Richtung kreuz und quer durch den Raum fliegen und nur eine sehr geringe Temperatur von etwa 2,8 K haben. Die Hintergrundstrahlung durchdringt also das gesamte Universum. Erst in neuerer Zeit konnte man gewisse Temperaturschwankungen innerhalb der Hintergrundstrahlung messen, deren Ursache aber noch nicht endgültig erklärt ist.


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