Astronomie Frage im Bezug auf die Raumexpansion?

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5 Antworten

Hey,

beide Beispiele sind nicht zutreffend. Außerdem geht aus deinem zweiten Beispiel nicht zwangsläufig hervor, dass der Raum mit Überlichtgeschwindigkeit expandiert.

Wie dem auch sei, Raumexpansion beschreibt keine Geschwindigkeit, sondern eine Zuwachsrate. Wenn du eine Strecke zwischen zwei Punkten hast und eine Zeit vergehen lässt, so wird die Strécke anschließend größer sein, weil mehr neuer Raum hinugekommen ist. Das heißt, unabhängig davon ob und wie die Objekte im Universum sich bewegen, entsteht neuer Raum, zumindest solange die Krümmung an den betreffenden Orten klein genug ist.

Dies geschieht mit einer Rate von ca. 68 km/s/Mpc, oder anders ausgedrückt, auf einer Strecke von 3,26 Millionen Lichtjahren entstehen etwa 68 km neuer Raum pro Sekunde. Deswegen entfernen sich ferne Galaxien scheinbar schneller von uns als nahe Galaxien. Je größer der Raum ist, der zwischen uns und einem entfernten Punkt ist, desto mehr neuer Raum kann entstehen.

Wir selbst stehen ruhend im Zentrum des sichtbaren Universums. Das mag zunächst komisch klingen, aber man muss bedenken, dass dies für jeden anderen Beobachter ebenfalls gilt.

Wenn wir uns hinstellen, und eine ferne Galaxie am "rechten" Rand des beobachtbaren Universums und uns dann um 180° drehen und eine Galaxie am "linken" Rand des Universums beobachten, so sehen wir, wie sich beide mit scheinbar enormer Geschwindigkeit wegbewegen (obwohl sie dies eigentlich nicht tun, sondern nur neuer Raum zwischen ihnen und uns entsteht).

Zwischen ihnen und uns sind eine ganze Anzahl anderer Galaxien, deren scheinbare Geschwindigkeit kleiner ist als die der Randgalaxien, eben weil zwischen ihnen und uns weniger Raum ist, und somit auch weniger neuer Raum entstehen kann.

Angenommen du hättest nun einen Beobachter in der rechten Galaxie, so sähe er unsere Galaxie an dem linken Rand seines beobachtbaren Universums. Er hätte auch eine Galaxie am rechten Rand seines sichtbaren Universums, welche wir aber nicht sehen können, weil sie zu fern ist und außerhalb des für uns beobachtbaren Universums liegt. Umgekehrt kann er unsere linke Randgalaxie nicht sehen, weil diese für ihn zu weit weg ist und außerhalb seines sichtbaren Universums liegt.

All das gilt mit umgekehrter Richtung natürlich auch für unsere linke Randgalaxie und darüber hinaus auch für alle anderen Galaxien. Alle Beobachter haben für sich ein eigenes beobachtbares Universum gleicher Größe. Diese überlappen sich (oder auch nicht), je nach Entfernung der Beobachter zueinander.

Oben schrieb ich, dass die metrische Expansion des Raumes nur dort stattfindet, wo die Raumkrümmung flach genug ist. Wie du vielleicht weißt, krümmen Massen den Raum, und die Andromedagalaxie und die Milchstraße sind äußerst massereich. Das ist der Grund warum sie sich aufeinander zubewegen, sie ziehen sich gegenseitig an. Davon abgesehen, entfällt die metrische Expansion in gravitativ gebundenen Systemen vollständig.Deswegen bewegen sich nahegelegene Galaxien, die auch massereich genug sind, aufeinander zu.

LG, NA

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Kommentar von Moosshadow
01.04.2016, 11:01

Vielen Dank jetzt ergibt das ganze auch einen Sinn für mich!

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Kommentar von Moosshadow
01.04.2016, 12:08

Kurze Frage noch? Bei der metrischen Expansion, wird die dunkle Energie aber außer acht gelassen oder? Weil soweit ich mal gehört habe soll diese auch in gravitativ gebundenen Systemen vorkommen. Man spricht hier ja auch öfters dann von beschleunigter Expansion. Weil sonst könnte doch nur der Leeraum im Universum, also ohne Galaxien etc. expandieren oder, weil dort keine Krümmung vorhanden ist, oder verstehe ich das falsch?

Lg

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Hey ho,

nein so schnell wie das Licht bewegen wir uns nicht^^. Sonst würdest du ganz schlecht Sterne sehen oder? :D (die würden ja durch die Lichtgeschwindigkeit nicht auf uns strahlen können) Die Andomeda kommt näher auf uns zu, da sich unsere beiden Galaxien über Gravitation anziehen. Die Kraft ist da zumindest so, dass die Andromeda leicht den Kurs in unsere Richtung ändert. wenn du etwas an einem Magneten vorbei wirfst (z.B. Eisenkugel), ändert es doch auch die Laufbahn^^.

MfG


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Kommentar von Moosshadow
01.04.2016, 10:17

Ok das hab ich soweit verstanden danke :) nun aber zu Frage 1, wenn sich er Raum um einen festen Wert ausdehnt müsste sich der Abstand der Dinge im Raum doch auch um diesen kostanten Wert mit verändern oder? Hieße doch der Abstand zwischen A und B im  Raum ergibt sich aus der Entfernung der Objekte + dem konstanten Wert der Raumexpansion oder? :/ weil wenn das nicht so wäre, würde das ja bedeuten, dass der Raum entweder ungleichmäßig schnell expanidert oder A oder B jeweil unterschiedlich stark von der Raum Expansion betroffen sind?!

Liebe Grüße

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und ja: grundsätzlich kann der raum schneller expandieren als das Licht, das geschieht sozusagen jenseits unseres "Horizontes", d.h. es gibt wahrscheinlich Teile des Universums, deren Licht nie zu uns gelangen kann, weil sie schneller von uns wegexpandieren als die Lichtgeschwindigkeit. Das ist im Prinzip das gleiche Problem wie bei einem schwarzen Loch, nur saugt das schwarze Loch nach innen (grob gesagt wie ein Abluss in der Badewanne), während der Horizont nach aussen in die unendliche Weite des Meeres ziehen würde, bis zu Gestaden, die wir nie erreichen könnten).

Kosmologen sagen voraus, dass es in weiter, weiter Zukunft (lange nachdem die Sonne aufgehört hat, zu existieren) eine Zeit geben wird, wo wir (die wir dann ganz sicher nicht mehr existieren) nichts mehr sehen können als unsere eigene Galaxie, weil alles andere aus diesem Horizont hinausexpandiert wurde...

...und paradoxerweise gäbe es dann keine Möglichkeit festzustellen, dass es ausser unserer Galaxie etwas anderes im Universum gibt oder je gegeben hat.

Siehe dazu Lawrence Krauss: cosmology. (youtube-Filme auf englisch)

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Die "dunkle Energie" ist pro Raumvolumen sehr schwach, viel schwächer als die Schwerkraft auf die Dimension eines Sternes oder einer Galaxie. d.h. bei der Galaxie gewinnt die Schwerkraft, die dunkle Energie stösst vernachlässigbar schwach dagegen.

Aber bei grossen Räumen, wo weit und breit nichts ist, ist die dunkle Energie die dominierende Kraft.

Die Rotverschiebung entsteht, weil durch die Raumexpansion die Wellenlängen grösser (und daher die Frequenz der Strahlen tiefer) wird.

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