Existieren alle Sterne die wir heute noch beobachten können?

12 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Hallo Coldnez,

bitte, bitte nicht böse sein, aber mir scheint, Du bringst da ein paar Aussagen durcheinander, die Du irgendwann man irgendwo gehört hast und damals schon nur halb verstanden hast...

Dröseln wir das mal alles zusammen auf, ja?

Fangen wir mit dem armen Photon an.

Andere sagen aber, dass für die Photonen die Zeit stehen geblieben ist, weil diese sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen (spezielle Relativitätstheorie).

Richtig ist, dass ein Photon in dem Sinne keine "Eigenzeit" besitzt. Man darf aber die Effekte, die die Spezielle Relativitätstheorie für die Zeit beschreibt, nicht isoliert sehen von den Effekten, die sie für den Raum beschreibt. Für den Raum beschreibt die SRT nämlich Effekte der "Längenkontraktion". Für ein seeeehr schnelles Objekt vergeht also nicht nur die Zeit verlangsamt, es ist auch die Strecke verkürzt... und in der Summe passen dann die Effekte wieder.

Und nein, wirklich anschaulich ist das schwer auf die Schnelle zu erklären. Ich würde Dich dazu gerne an Professor Ganteför verweisen, der das hier einmal sehr hübsch erklrät hat:

https://www.youtube.com/watch?v=FT8dTB2T4vY

Das hat aber - und das ist das eigentlich Wichtige - mit dem Problem, um das es in Deiner Frage geht, gar nichts zu tun.

Ein Photon ist auch in der Speziellen Relativitätstheorie ein Lichtteilchen und Licht breitet sich im Vakuum mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 000 km/s aus.

Nach einer Sekunde hat das Licht also eine Strecke von 300 000 km zurückgelegt. Das ist knapp beim Mond. Entsprechend sehen wir den Mond so, wie vor einer Sekunde.

Von der Sonne zu uns braucht das Licht etwa 8 Minuten. Wir sehen die Sonne deshalb so, wie sie vor acht Minuten ausgesehen hat.

Und beides gilt genau auch so in der Speziellen Relativitätstheorie.

Manche sagen ja, dass Sterne schon längst ausgestorben sein können,

Nun, das müssen Leute gewesen sein, die nicht viel über Physik wissen. ;-)

Was die Physik dazu sagt, habe ich ja gerade erklärt: Licht breitet sich immer mit 300 000 km/s aus.

Je weiter also ein Stern von uns weg ist, desto länger war das Licht von ihm zu uns unterwegs. Ist ein Stern "1 Lichtjahr" weit weg, dann bedeutet das, dass das Licht von ihm zu uns 1 Jahr unterwegs war - und in dieser Zeit rund 10 Billionen Kilometer zurückgelegt hat. Entsprechend sehen wir den Stern so, wie er vor 1 Jahr ausgesehen hat.

Richtig ist deshalb auch, dass wir noch nicht sehen könnten, falls dieser Stern vor etwa 6 Monaten "verschwunden" wäre.

Nur: Sterne verschwinden nicht einfach.

Wir wissen heute eine Menge über Sterne und auch über die physikalischen Prozesse, die in ihnen ablaufen.

Wir wissen deshalb auch, wie lange Stern "leben" - also wie lange ein Stern in etwa leuchtet, bevor er entweder langsam zu erlischen beginnt oder es ihn (wenn er zu massereich ist) in einer Explosion zerreißt.

Die "Lebenszeit" eines Sterns hängt dabei empfindlich mit seiner Masse zusammen. Je schwerer ein Stern ist, desto schneller fusioniert er in seinem Innern Wasserstoff zu schwereren Elementen. Desto schneller hat er dann aber auch seinen Vorrat aufgebraucht. Sehr schwere Sterne "leben" nur bis zu 1 Million Jahre, Hauptreihensterne wie unsere Sonne können dagegen etliche Milliarden Jahre leuchten - noch leichtere Sterne sogar noch etwas länger als die Sonne.

Wenn Du also die Frage stellst, ob die Sterne am Himmel eigentlich noch existieren, dann spielen hier zwei Messgrößen eine wichtige Rolle:

  • wie weit ein Stern genau von uns weg ist (weil uns das sagt, wie viele Jahre das Licht zu uns unterwegs war)
  • wie massereich der Stern ist (weil das ein Maß für seine Lebenszeit ist)

Alle Sterne, die wir am Nachthimmel mit bloßem Auge sehen können, liegen eigentlich in der näheren Umgebung der Sonne. Sie sind gerade einmal einige hundert bis einige tausend Lichtjahre weit weg. Entsprechend ist das Licht von allen mit bloßem Auge sichtbaren Sternen nur einige hundert bis einige Tausend Jahre zu uns unterwegs gewesen.

100 oder auch 1000 Jahre sind seeeehr wenig im Vergleich zu den Lebensdauern der Sterne von Millionen bis Milliarden Jahre. Wir können deshalb mit guter Sicherheit davon ausgehen, dass alle diese Sterne auch tatsächlich noch exisieren, obwohl wir sie eben im Zustand von vor 100 oder 1000 Jahren sehen.

Eine Ausnahme macht Beteigeuze im Orion, von dem wir davon ausgehen, dass er einigermaßen nahe vor seiner Explosion steht. Wobei auch hier "einigermaßen nahe" in "astronomischen Zeiträumen" gedacht bedeutet. Da können auch bei Beteigeuze noch mal einige 1000 Jahre ins Land gehen, bis es ihn wirklich zerreißt.

Sterne der Milchstraße, die wir gut im Teleskop sehen, sind schon etwas weiter weg - die Milchstraße hat immerhin schon 100 000 Lichtjahre Durchmesser. Auch dies ist aber noch - zumindest bei den leichten Sternen - sehr wenig im Vergleich zur Lebensdauer. Auch diese Sterne haben also noch beste Chancen, noch zu existieren.

Anders schaut es aus, wenn wir andere Galaxien beobachten. Das Licht dieser Sterne war tatsächlich Jahrmillionen oder - bei den entferntesten Galaxien - Jahrmilliarden unterwegs. Entsprechend können wir bei diesen Sternen der am weitest entfernten Galaxien dann wieder recht sicher sein, dass sie heute nicht mehr existieren. Sie ermöglichen es uns aber dafür, etwas über die ersten Sterngenerationen im Universum zu lernen, weil wir eben diese Galaxien so sehen, wie sie vor Jahrmilliarden waren.

Ungefähr klar?

Grüße

Hallo Coldnez,

Existieren alle Sterne die wir heute noch beobachten können?

Nein, mit ziemlicher Sicherheit nicht. Das kann man natürlich erst im Nachhinein sagen, da wir einen Stern in der Entfernung ∆s so sehen, wie er vor der Zeit ∆s/c ausgesehen hat; c ist die Lichtgeschwindigkeit.

Manche sagen ja, dass Sterne schon längst ausgestorben sein können,…

Aussterben heißt, dass es eine ganze Art nicht mehr gibt. Du meinst, dass ein Stern mittlerweile nicht mehr existiert.

Aber die Dunkelheit bemerken wir erst nach einigen Lichtjahren, …

Jahren. Ein Lichtjahr ist die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Nicht viel im kosmischen Maßstab. Die Milchstraße hat rund 100'000 Lichtjahre Durchmesser, und die Andromeda-Galaxie ist rund 2½ Millionen Lichtjahre entfernt (tendenz fallend, sie ist auf Kollisionskurs).

Sterne gehen allerdings nicht einfach aus, sie werden immer heller. Das liegt an der Gravitiation. Sie steht im Gleichgewicht mit der Energiefreisetzung durch Kernfusion, und das verschiebt sich zu immer höheren Temperaturen und Drücken. Dabei bläht sich der Stern auch auf, wobei seine Oberflächentemperatur fällt, aber die Oberfläche überproportional wächst (Roter Riese).

Hat der Stern ungefähr die Masse der dehnt sich das Äußere zu einem sogenannten Planetarischen Nebel aus, der Kern bleibt als Weißer Zwerg zurück.

Ist er wesentlich schwerer, so wird er irgendwann Eisen produzieren, und dann setzt die Kernreaktion rasch aus, weil weitere Fusion Energie kosten würde. Dann explodiert der Stern als Supernova und kann es an Helligkeit mit einer ganzen Galaxis aufnehmen. Zurück bleibt ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.

Andere sagen aber, dass für die Photonen die Zeit stehen geblieben ist, weil diese sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen (spezielle Relativitätstheorie).

Ein Photon bzw. ein Lichtsignal benötigt keine Eigenzeit, um von A nach B zu kommen. Das heißt nicht, dass es keine Zeit kostete. Wie gesagt, für eine Strecke ∆s benötigt es die Zeit ∆s/c.

Galileis Relativitätsprinzip, auf dem die Relativitätstheorie beruht, besagt, dass die Naturgesetze unabhängig davon sind, welches Koordinatensystem man als Bezugssystem verwendet, also als ruhend ansieht. Ich kann also im Prinzip auch einen Zug, mit dem ich fahre, als ruhend ansehen (mit der Erde als einer Art riesigem Laufband) und daher zwei Ereignisse (z.B., wenn ich im Bistro im Abstand von 1h einen Kaffee trinke) als gleichortig betrachten, während sie in einem erdfesten Bezugssystem vielleicht 200km auseinanderliegen.

Die Relativitätstheorie wiederum basiert auf der Erkenntnis, dass c als Ausbreitungstempo elektromagnetischer Wellen 100% auf Naturgesetzen basiert und daher auch ein Naturgesetz sein muss. Das heißt, es müsste eigentlich dem Relativitätsprinzip unterliegen, und das bedingt, dass nicht nur Gleichortigkeit, sondern auch Gleichzeitigkeit vom Bezugssystem abhängt, nicht aber der raumzeitliche Abstand

(1.1) Δτ := √{∆t² – Δs²/c²} (für c∆t > ∆s; zeitartig)

bzw.

(1.2) Δς := √{∆s² – c²Δt²} (für ∆s > c∆t; raumartig)

zwischen zwei Ereignissen (t; A) und (t+∆t; B). Die Formeln ähneln bis auf as Minuszeichen dem Satz des Pythagoras.

Handelt es sich bei den Ereignissen um Emission bei A (Stern) und Registrierung eines Lichtsignals bei B (erdgebundenes oder erdnahes Teleskop), liegt der Grenzfall eines lichtartigen Abstandes cΔτ=Δς=0 vor. Das heißt aber nur, dass zeitlicher und räumlicher Abstand in jedem Bezugssystem gleich sind, nicht, dass jeder der beiden für sich genommen verschwände.

Die Zeit, die Licht ür eine Strecke braucht, bezieht sich immer auf die Perspektive eines Beobachters. Das Licht selbst hat wegen der fehlenden Eigenzeit gar keine „eigene Perspektive“, es gibt kein Ruhesystem eines Lichtsignals.

Für jemanden, der mit fast Lichtgeschwindigkeit von A nach B unterwegs wäre und sich als ruhend betrachtete, würde sich A ebenso schnell entfenen und B nähern, und das von A nach B gelangende Licht würde sich ebenfalls mit c bewegen, nur dass es eine extrem große Wellenlänge und kaum Intensität hätte.

Ein Beobachter, der in diesem System ruht, würde B allerdings nicht viele Jahre, sondern vielleicht nur Tage oder gar Stunden - das hängt vom Lorentz-Faktor

(2) γ := √{1 – v²/c²}

ab - nach A an sich vorbeifliegen sehen.

 - (Physik, Zeit, Licht)  - (Physik, Zeit, Licht)

Ja, es gibt zwei Sichtweisen.

Die Reliativitätstheorie heißt Relativitätstheorie, weil der Zeitverlauf (die zeitliche Länge eines Vorgangs) und räumliche Ausdehnungen nicht absolut sind, sondern vom Bewegungszustand eines Beobachters abhängen.

Für einen Beobachter, der (wie wir) relativ zu den Sternen im wesentlichen stationär ist, befinden sich der gesehene Stern und der Beobachter Lichtjahre voneinander entfernt, und das Licht braucht ebenso viele Jahre vom Stern zum Beobachter. In diesem Bezugssystem kann ein Stern durchaus erlöschen, während das Licht unterwegs ist.

Im (hypothetischen) Bezugssystem des Photons ist die Entfernung zwischen Stern und Beobachter 0 (sie befinden sich am selben Ort) und die Reise dauert eine Zeit 0.

("Hypothetisch" habe ich das Bezugssystem genannt, weil man in diesem Fall nicht wirklich von einem Bezugssystem sprechen kann - es geht hier um einen Grenzwert für Relativgeschwindigkeit des Bezugssystems gegen Lichtgeschwindigkeit)

Ich weiß (Für alle, die denken sie sind soo intelligent..) es ist noch nicht möglich mit Lichtgeschwindichkeit zu reisen ..... sagen wir es ist möglich..?

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