Wie kann es sein, dass das Hubble Space Teleskop über 13 Milliarden Lichtjahre weit sehen kann?
Ich möchte gern wissen, wie es sein kann, dass bei einem Alter des Universums von etwa 13,7 Milliarden Lichtjahren, ein Teleskop Bilder von mehr als 13 Milliarden Lichtjahren entfernten Objekten machen kann. Wenn nichts schneller ist als das Licht und unser Universum beim Urknall vor 13,7 Milliarden alles aus einem punktförmigen Etwas entstanden ist, stellt sich bei mir die Frage, wie weit Hubble in die entgegengesetzte Richtung schauen kann. Doch nicht nur 0,7 Milliarden Lichtjahre. Oder doch?
3 Antworten
Zuerst mal wird das Alter des Universums nicht in Lichtjahren., sondern in Jahren gemessen. Ein Lichtjahr ist kein Maß für die Zeit, sondern für eine Strecke.
Geschwindigkeit ist immer relativ vom Standpunkt des Betrachters. Wenn wir beide mit einem Auto in Köln starten und exakt mit 100 km/h fahren, der eine Richtung Hamburg, der andere Richtung München, haben wir beide uns nach einer Stunde 100 km von Köln entfernt. Voneinander haben wir uns aber ca. 200 km entfernt. Also haben wir zueinander eine Relativgeschwindikeit von 200 km/h erzielt.
So ähnlich ist es im All auch, wenn sich zwei Objekte voneinander entfernen. Hinzu kommt, daß sich zudem der Raum ausdehnt, in dem die Objekte sich befinden.
Ein Durchmesser des Universums läßt sich gar nicht definieren, weil es ja unendlich ist.
Unsere geschätzten Physiker und Astronomen hier auf GF mögen mich korrigieren, wenn ich falsch liege.
Das beobachtbare Universum hat einen Durchmesser von etwa 90 Milliarden Lichtjahren; unser Blick reicht also etwa über 45 Milliarden Lichtjahre ins All.
1 Lichtjahr ist die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, etwa 9,5 Billionen km.
Und ja, das Alter des Universums liegt bei etwa 13,7 Milliarden Jahren. Ein scheinbarer Widerspruch....
... wenn man die Ausdehnung des Raumes vergisst. ;-)
Wir sehen Objekte, von denen Licht im Alter des Universums zu uns gelangen konnte. Nur: Seit sich der Lichtstrahl "auf den Weg gemacht hat" hat sich das Objekt, die Galaxie z.B. die es abstrahlte, weiter von uns weg bewegt.
Es ist die Expansion der Raumzeit selbst, die dafür sorgt, dass sich die Galaxien mit Geschwindigkeiten größer als die Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen. Das verletzt aber Einsteins spezielle Relativitätstheorie nicht, denn relativ zu ihrer Umgebung bewegen sich weder unsere Galaxie noch die beobachtete Galaxie mit Überlichtgeschwindigkeit - und die Entstehung neuer raumzeit zwischen den beiden Galaxien ist nicht der Begrenzung unterworfen.
Hier erklärt es Tony Darnell (auf Englisch) sehr schön in 5 Minuten:
Auch hübsch erklärt es (ebenfalls auf Englisch) minutephysics
Und zum Lesen: Florian Freistetter hat das mit der Rotverschiebung auch schon einmal erklärt. Auf Deutsch, aber halt nicht zum gucken, sondern zum Lesen ;-)
Wenn der Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren war, kann man keine 45 Milliarden Lichtjahre entfernten Sterne sehen.
Doch, das ist möglich - wegen der Expansion (also Ausdehnung) des Universums. Das Licht, das uns heute von entferntesten Galaxien erreicht, wurde von diesen ausgesendet, als sie noch viel näher da waren.
Außerdem müßte sich das Weltall, (die Materie) mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausgebreitet haben.
Obacht: da läufst Du in einen recht weit verbraiteten Irrtum. "Ausdehnung des Universums" bedeutet nicht, dass Materie durch den Raum davon fliegt.
Es ist der Raum selber, der sich ausdehnt und so immer größere Abstände zwischen den darin eingebetteten Objekten erzeugt.
Dabei dehnt sich der Raum mit einer bestimmten __Rate__ aus, nicht mit einer bestimmten Geschwindigkeit: Es entstehen rund 70 km pro Sekunde und pro Megaparsec.
Das heißt aber, dass sich diese Rate aufaddiert, je weiter man geht: Pro 2 Megaparsec entstehen schon 140 km pr0 Sekunde... usw. Und bei sehr großen Entfernungen addieren sich diese kleinen Raten auf Werte über der Lichtgeschwindigkeit. - Und das ist eben KEIN Verstoß gegen die Relativitätstheorie, weil sich nichts mit Überlichtgeschwindigkeit durch den Raum bewegt.
Tatsächlich dehnt sich das beobachtbare Universum mit Werten aus, die über der Lichtgeschwindigkeit liegen.
Ich verstehe Deine Frage nicht ganz, bedenke aber, dass die Lichtlaufzeit von rund 13,7 Milliarden Jahren allein für eine Erklärung ausreicht ...
Wie schon öfters, empfehle ich diese recht verständliche Webseite, um sich etwas einzulesen:
Ich bin kein Astrophysiker, sondern nur Bauer. Wenn der Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren war, kann man keine 45 Milliarden Lichtjahre entfernten Sterne sehen.
Außerdem müßte sich das Weltall, (die Materie) mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausgebreitet haben.