Sichtbare universum?
Also meine frage ist wenn man nur bis zu einem bestimmten Teil des universums sehen kann dem ,,sichtbaren Universum " , woher will man wissen das dahinter das Universum weitergeht wenn man nur bis dahin gucken kann ?
9 Antworten
Die Grenzen des sichtbaren Universums ergeben sich aus der Begrenztheit der Lichtgeschwindigkeit und der Tatsache, dass das Universum nicht schon ewig existiert. Wir befinden uns deshalb im Mittelpunkt des sichtbaren Universums.
Wäre dies mit dem gesamten Universum identisch, befänden wir uns in dessen Mittelpunkt. Dies wäre unglaublich geozentrisch und eine Rückkehr ins Mittelalter.
Es ist nur vernünftig und entspricht dem kopernikanischen Prinzip, dass sich ein jeder Beobachter, auch der in 1000 LJ Entfernung, auch im Zentrum seines Universums sieht. Das heißt aber, dass es entsprechend weiter geht.
Hinter dem Horizont geht's weiter!
Die Horizontbildung ergibt sich aus der Expansion, und hinterm Horizont geht's bekanntlich weiter. Dazu versteht man am besten zunächst die...
Hubblekonstante
Unter der Annahme einer linearen Ausdehnung des Universums ist der Skalenfaktor a(t) =D(t)/D0 einer beliebigen Distanz D und der Distanz D0 zum Zeitpunkt t0 im Universum linear abhängig von der Zeit t:
a = da/dt*t (1) mit einer Ausdehnungsgeschwindigkeit
da/dt = H*a (2)
Der Faktor H ist die Hubblekonstante (die besser Hubbleparameter heißen sollte, weil sie nicht konstant ist - in der Tat folgt aus einer linearen Ausdehnung konstante Ausdehnungsgeschwindigkeit da/dt und damit H = 1/t mit 2 in 1 eingesetzt), hat beim Urknall eine Polstelle und nimmt seitdem ab, wird aber nie null.
Kosmologischer Horizont
Man kann nun mit der Lichtgeschwindigkeit c einen Radius rH = c/H definieren, der Hubbleradius genannt wird. Für D = rH ist die Geschwindigkeit v(rH) = c, d.h. theoretisch entfernen sich Objekte in dieser Entfernung mit Lichtgeschwindigkeit von uns (die Spezielle Relativitätstheorie gilt nur lokal und wird dadurch nicht verletzt), und man könnte meinen, dass man dann diese Objekte nie mehr sehen kann, weil ihr Licht nicht gegen die Expansionsgeschwindigkeit ankommt, aber:
1. Licht direkt hinter rH kann es, einmal ausgesandt, mit der Zeit innerhalb von rH schaffen und uns letztlich doch erreichen - die korrekte Rechnung beinhaltet eine Integration der Bewegung mitbewegter Koordinaten und des Lichtsignals von t0 bis unendlich und führt hier zu weit - außerdem...
2. ist die o.g. Annahme der linearen Ausdehnung falsch. Die Ausdehnung unterliegt bremsenden und beschleunigenden Einflüssen (zB die Massendichte einschl. dunkler Materie vs. dunkle Energie), deren Stärke nicht zeitlich konstant war oder sein wird. In Abhängigkeit von diesen Einflüssen kann der Kosmologische Horizont sich bei vorwiegender Bremsung weiter ausdehnen und mehr Objekte sichtbar machen, oder bei vorwiegender Beschleunigung schrumpfen und mehr Objekte verbergen.
Aus diesen beiden Gründen liegt der Kosmologische Horizont nicht beim Hubbleradius, sondern nach aktuellem Stand etwas dahinter (etwa 16 Mrd LJ statt 13,4 Mrd LJ). Mit weiterer Ausdehnung des Universums und sinkender Massendichte könnte die Beschleunigung gewinnen - dann würde der Hubbleparameter auf einen konstanten Wert sinken: die Lösung für die Differentialgleichung da/dt = const*a ist dann eine exponentielle Ausdehnung, die den Kosmologischen Horizont schließlich bis auf gravitativ direkt gebundene Strukturen schrumpfen ließe, und die Reste der Vereinigung aus Milchstraße und NGC224 wären allein in der Dunkelheit.
Partikelhorizont.
Wo aber sind die fernsten Objekte, die wir jetzt schon sehen, wirklich? Als ihr Licht ausgesandt wurde, dh kurz nachdem das Universum transparent wurde, waren sie nur einige Mio LJ entfernt. Während ihr Licht im Raum zu uns unterwegs war, bewegte sich dieser Raum aber mit der Expansionsgeschwindigkeit von uns weg und verlängerte die Reisezeit des Lichtes (und seine Wellenlänge), bis das Licht schließlich hier ankam; inzwischen haben sich die damals aussendenden Objekte bis zum sog. Partikelhorizont entfernt (ca 46 Mrd LJ), also weit hinter dem Kosmologischen Horizont.
Weiß man eben nicht, aber alles was man aus dem bestehenden weiß und kennt kann man auf das nicht bekannte projizieren.
Es gibt keinen Grund anzunehmen, daß die Physik sich plötzlich ab einer bestimmten Grenze völlig verändert.
nur bis zu einem bestimmten Teil des universums sehen kann dem ,,sichtbaren Universum "
Was "sehen " wir den und was nicht?
Welt der Physik: Dunkle Materieweltderphysik.de/gebiet/universum/dunkle-materie
ESO Rund achtzig Prozent der Materie im Universum bestehen aus einem Stoff, den bisher noch niemand gesehen hat – aus Dunkler Materie. Insgesamt soll sie knapp 27 Prozent der Energiedichte im Weltall ausmachen, während die baryonische Materie, aus…
Dunkle Materie - Lexikon der Astronomie - Spektrum.despektrum.de/lexikon/astronomie/dunkle-materie/84
Die Dunkle Materie könnte das bekannte Missing-Mass-Problem lösen. Auch auf der großen kosmologischen Skala (engl. large scale structure, LSS) bestimmt die Dunkle Materie die Dynamik.
Dunkle Materie und Dunkle Energie - Welt der Physikweltderphysik.de/gebiet/universum/dunkle-materie-und...
Universum Dunkle Materie und Dunkle Energie Zwar scheint der Kosmos voll von strahlenden Sternen und leuchtenden Gaswolken zu sein. Doch der Eindruck trügt: Tatsächlich besteht das Universum zu fast 27 Prozent aus anziehender Dunkler Materie und zu…
Dunkle Materie – Wikipediade.wikipedia.org/wiki/Dunkle_Materie
Dunkle Materie ist eine postulierte Form von Materie, die nicht direkt sichtbar ist, aber über die Gravitation wechselwirkt. Ihre Existenz wird im Standardmodell der Kosmologie, dem Lambda-CDM-Modell postuliert...
Universum: Es gibt mehr Dunkle Materie als gedacht - WELTwelt.de/wissenschaft/article217766612/Universum-Es...
Die Spiralgalaxie Messier 81. Dunkle Materie hält sie zusammen Quelle: NASA NASA US-Forscher haben Berechnungen vorgelegt, wie viel Materie das Universum enthält. Nur 6,3
Weil man das berechnen kann, da dort die Ausdehnung des Raumes extrem schnell ist, so dass die Lichtgeschwindigkeit übertroffen wird, rechnerisch.
Es dürfen sich keine Objekte mit Überlichtgeschwindigkeit durch den Raum bewegen. Die Objekte stehen aber still, sind passiv. Der Raum zwischen ihnen wächst, wird "mehr". Vergleichbar mit einem Kuchenteig mit Rosinen. Wenn der Teig aufgeht, dann wächst der Abstand zwischen den Rosinen. Je weiter zwei Rosinen voneinander entfernt waren/sind, desto schneller entfernen sie sich voneinander. Wenn die Rosinen gleichmäßig im Teig verteilt sind und sich jede von der unmittelbar benachbarten mit der gleichen Geschwindigkeit entfernt (weil der Teig gleichmäßig aufgeht), dann addieren sich die Geschwindigkeiten zur übernächsten und überübernächsten... Die Rosinen selbst machen gar nix, sie sind passiv.
Im All ist es das gleiche, Objekte, die weit genug entfernt sind, entfernen sich mit Überlichtgeschwindigkeit voneinander, ohne dass sie selbst dazu was tun.
Probleme träten in der Spezielle Relativitätstheorie dann auf, wenn sich Information mit Überlichtgeschwindigkeit übertragen ließe. Dies zu erläutern, würde zu weit führen: nur kurz: es könnten Ursache und Wirkung von Ereignissen miteinander vertauscht sein - und dies würde eine Verletzung der vertrauten physikalischen Gesetze bedeuten.
Da sich bei "uns" die Objekte aber voneinander entfernen und nicht aufeinander zu bewegen, kann auch keine Information übertragen werden. Und Einstein hat seine Ruh...
Lichtgeschwindigkeit kann nicht übertroffen werden oder lieg ich falsch?