Frage von Kaapaa8282, 174

Wenn nichts schneller als Licht sein kann, warum dehnt sich das Universum mit Überlichtgeschwingkeit aus!?

Verstehe ich nicht :/

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von uteausmuenchen, Community-Experte für Physik & Universum, 174

Hallo Kaapaa8282,

um Deine Frage zu beantworten, räume ich erst einmal mit einem Missverständnis auf.

Einsteins Spezielle Relativitätstheorie sagt gar nicht, "nichts könne schneller sein als das Licht". Sondern sie sagt, dass sich weder Information noch Massen schneller als das Licht durch den Raum bewegen können.

Wo sich nichts durch den Raum bewegt und wo keine Information durch den Raum transportiert wird, da haben wir also schon mal kein Problem.

Und genau das ist hier der Fall.

Weder wir, noch die entfernte Galaxie, deren Rotverschiebungen einem Mehrfachen der Lichtgeschwindigkeit entsprechen, bewegen sich bei der Expansion des Universums durch den Raum.

Der Effekt entsteht dadurch dass sich der Raum zwischen uns und der entfernten Galaxie ausdehnt. Mit einer bestimmten Rate.

Wenn Du Dir ein Gummiband vorstellst, das Du minimal dehnst, dann entfernen sich zwei weiter entfernte Punkte auf diesem Gummiband  sehr viel schneller auseinander als zwei benachbarte Punkte auf dem Gummiband. Und das, obwohl alle Punkte auf demselben Gummiband liegen, an dem wir nur mit ein und derselben Ausdehnungsrate ziehen.

In beiden Fällen handelt es sich um einen Effekt, dass sich sehr viele kleinere Änderungen zu einem größeren Effekt überlagern. Kein einzelnes Objekt muss sich dafür mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen.

Grüße

Antwort
von JTKirk2000, 151

Erstens weil Raum an sich keine Masse hat - weder eine Ruhemasse noch eine träge Masse - und zweitens weil die Ausdehnung relativ zwischen verschiedenen Punkten im All ist. Gäbe es nur einen Punkt nach dem Beginn von Raum und Zeit, gäbe es auch keine Ausdehnung. Wobei wenn es nur einen Punkt gäbe, nach dem Beginn von Raum und Zeit, wäre das schon ein Widerspruch in sich denn ein Punkt hat keinen Raum, denn ein Punkt ist nulldimensional und ein Raum dreidimensional.

Antwort
von ALEMAN2015, 119

Das kann man auch gar nicht verstehen.

1. Ob sich das Universum ueberhaupt ausdehnt, und wenn ja, wie schnell, weiss man nicht. Es gibt zwar Rueckschluesse auf eine Expansion aufgrund der Rotverschiebung, deren Interpretation ist aber sehr zweifelhaft.

2. Manche Physiker sagen, der Raum selbst dehne sich aus. Das halte ich fuer einen grotesken Irrtum, aber wenn es so waere, dann waere deine Vermutung richtig, dass hier eine relative Ueberlichtgeschwindigkeit vorliegt. Das ist aber nach Meinung der meisten Physiker nicht moeglich.

Kommentar von OlliBjoern ,

Soweit ich das nun verstanden habe, sind Relativgeschwindigkeiten >c nicht verboten. Es gibt doch das Beispiel mit dem Quasar, dessen Jet eine scheinbare (!) Überlichtgeschwindigkeit hatte (von der Erde aus gesehen; das Beispiel wird mit einfacher Dreiecksgeometrie gerechnet). Tatsächlich war die Geschw. nur etwas oberhalb 0,7*c.

Oder anderes Beispiel: angenommen, man könnte Raketen konstruieren, die mit 0,75*c fliegen können (das ist immer noch deutlich unter c). Man lässt sie von der Erde aus fliegen, und zwar in entgegengesetzte Richtungen.

Ein Beobachter (z.B. vom Mars aus) würde die beiden Raketen mit 1,5*c sich voneinander entfernen sehen. Dennoch hat keine von ihnen c überschritten. >c sind nur Relativgeschwindigkeiten (und "Tachyonen", die aber praktisch nicht nachgewiesen wurden, soweit ich weiß).

Wobei, so ganz sicher bin ich mir bei dem Beispiel nun nicht... (vielleicht müsste der Marsbeobachter das berechnen, weil die direkte Beobachtung ja auch den relativistischen Effekten unterliegt)

Kommentar von ALEMAN2015 ,

Deine Ueberlegung ist ein gutes Beispiel fuer die Ungereimtheiten in der Astrophysik. Auf der einen Seite sagt man, es gebe kein v groesser c, auf der anderen Seite heisst es, der Raum dehne sich aus und deshalb gebe es doch schnellere Relativgeschwindigkeiten. Ja, was denn nun?

Man sollte jedenfalls, wie Einstein sagte, nicht aufhoeren zu fragen. Und man sollte sich von niemandem den gesunden Menschenverstand in Frage stellen lassen.

Antwort
von SirHawrk, 109

Weil das Universum nicht als Objekt anzusehen ist das du oder ich uns vorstellen können
Außerhalb des Universums gelten die Gesetze unserer Physik (evtl) nicht aber innen drin schon
Btw das Universum dehnt sich nicht mit überlichtgeschwindigkeit aus - zumindest wissen wir das nicht weil wir kein ende vom Universum sehen können ^^

Antwort
von Reggid, 108
Kommentar von uteausmuenchen ,

Schöner Artikel. Carroll ist immer lesens/hörenswert

Kommentar von Roderic ,

Tatsache, der Artikel ist bemerkenswert, besonders Punkt2:

There is no well-defined notion of “the velocity of distant objects” in general relativity. There is a rule, valid both in special relativity and general relativity, that says two objects cannot pass by each other with relative velocities faster than the speed of light. In special relativity, where spacetime is a fixed, flat, Minkowskian geometry, we can pick a global reference frame and extend that rule to distant objects. In general relativity, we just can’t. There is simply no such thing as the “velocity” between two objects that aren’t located in the same place. If you tried to measure such a velocity, you would have to parallel transport the motion of one object to the location of the other one, and your answer would completely depend on the path that you took to do that. So there can’t be any rule that says that velocity can’t be greater than the speed of light. Period, full stop, end of story.

Genau das versuche ich die ganze Zeit, den Stellern solcher Fragen zu verklickern.

Antwort
von ThomasAral, 125

weil es sich ja in alle richtungen gleichzeitig ausdehnt.   Weil dann der Durchmesser sich ja doppelt so schnell ausdehnt wie das licht (auf einer seite)

Kommentar von Kaapaa8282 ,

und was hat es damit zu tun?

Antwort
von Schwoaze, 102

Da bist Du wohl nicht allein mit dem Problem.

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