Wenn das Universum ein Drehmoment hat und roteriend entstanden ist, kann man dann daraus Rückschlüsse auf unsere Position und die Grösse des Universums ziehen?

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Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Hallo Vector13,

nein. Das ist nicht richtig.

In dem Artikel wird lediglich berichtet, dass die Rotationsachsen der Galaxien um ihr Zentrum nicht ganz gleichverteilt sind.

Im Artikel wird auch erklärt, dass eine angedachte(!) Erklärung dafür wäre,

that the overall universe should have a rather large net angular momentum.

(Gleichzeitig werden auch andere Erklärungsvorschläge gemacht, die man nicht so einfach unter den Tisch kehren sollte.)

Das Problem ist, dass die Aussage etwas ungenau ist. Korrekter wäre vom "von uns aus beobachtbaren Universum" zu sprechen.

Und damit sollte auch klar werden, dass aus der Existenz eines Netto-Drehmomentes der Materie in unserem begrenzt beobachtbaren Raumausschnitt - wieder einmal - für das Universum als Ganzes gar nichts folgt.

Die Fliehkraft könnte der Grund sein, weshalb alle Galaxien sich zunehmend voneinander entfernen,

Das ganz sicher nicht. Weil

  • die Fluchtbewegung der Galaxien eben keine Bewegung der Galaxien __durch__ den Raum ist, sondern eine Folge der Ausdehnung des Raumes. Die Galaxien sind allesamt lokal in der Raumzeit eingebettet... da saust nichts mit mehrfacher LIchtgeschwindigkeit von uns weg...
  • wir durch den Projektionseffekt im beobachtbaren Universum im scheinbaren Zentrum dieser Fluchtbewegung stehen. - Wie jeder andere Beobachter in anderen Galaxien in "seinem" eben auch. Es sähe beim Zusandekommen einer Fluchtbewegung durch eine Netto-Drehung eines größeren Raums für uns also schlicht anders aus...
Kann man dann nicht auch daraus berechnen, wo man sich im Verhältnis zum Zentrum des Universums befindet

In der Kosmologie geht man eigentlich nicht davon aus, dass das Universum als Ganzes ein Zentrum hat.

Wegen der Unbeobachtbarkeit weiter Teile des Universums wissen wir nicht einmal, ob das Universum als Ganzes unendlich groß ist oder doch nur endlich groß. Oder ob es eine geschlossene Topologie hat oder vielleicht eine flache offene... oder...

In den allermeisten möglichen Topologien, die mit den Beobachtungsdaten verträglich sind, gibt es kein Zentrum. Bei einem unendlich großen flachen Raum zum Beispiel. Oder bei einer torusartig geschlossenen Topologie oder...

Die Vorstellung, das Universum habe ein Zentrum ist eigentlich ein Anachronismus, der noch aus vorwissenschaftlicher Zeit stammt, für den es aber schon sehr lange keine Anhaltspunkte mehr gibt.

Grüße

  • "die Fluchtbewegung der Galaxien eben keine Bewegung der Galaxien __durch__ den Raum ist, sondern eine Folge der Ausdehnung des Raumes. Die Galaxien sind allesamt lokal in der Raumzeit eingebettet... da saust nichts mit mehrfacher LIchtgeschwindigkeit von uns weg...
  • wir durch den Projektionseffekt im beobachtbaren Universum im scheinbaren Zentrum dieser Fluchtbewegung stehen. - Wie jeder andere Beobachter in anderen Galaxien in "seinem" eben auch. Es sähe beim Zusandekommen einer Fluchtbewegung durch eine Netto-Drehung eines größeren Raums für uns also schlicht anders aus..."

Kannst Du das mal genauer erklären bitte ?
Von mehrfacher Lichtgeschwindigkeit habe ich übrigens nirgends geredet.

Wenn etwas aus dem Zentrum flieht, entfernt es sich vom Zentrum immer schneller als orbital, also im Endeffekt würde sich alles voneinander in allen Richtungen entfernen, zwei hintereinander auf einer Linie zum Zentrum liegende Galaxien würden sich von einander zunehmend schnell entfernen, und orbital würden nebeneinanderliegende Galaxien sich auch zunehmend schnell voneinander entfernen, man müsste das allerdings messen können. Gibt es denn Messungen, die belegen, dass sich sämtliche Punkte voneinander identsich schnell entfernen ? Du behauptest hier sehr viel, gibst mir aber keinen Grund mich überzeugen zu lassen, denn es geht hier ja um Wissen und nicht um eine Predigt, also solltest Du bitte auch Erklärungen liefern, und nicht nur darauf setzen, ich würde Dir grundlos vertrauen. Das ist unwissenschaftlich.

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@Vektor13
Kannst Du das mal genauer erklären bitte ?

Wenn Du mir sagst, was genau Du an der Formulierung nicht verstehst, vielleicht ja.

Von mehrfacher Lichtgeschwindigkeit habe ich übrigens nirgends geredet.

Darum geht es aber nicht, wovon Du geredet hast.

Wusstest Du nicht, dass die weitest entfernten Galaxien Rotverschiebungswerte haben, die einem Mehrfachen der Lichtgeschwindigkeit entspricht?

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@uteausmuenchen
Wusstest Du nicht, dass die weitest entfernten Galaxien Rotverschiebungswerte haben, die einem Mehrfachen der Lichtgeschwindigkeit entspricht?

Nein, vielleicht strahlen sie einfach nur "rotverschobenes" Licht ab.

Wenn Du mir sagst, was genau Du an der Formulierung nicht verstehst, vielleicht ja.

Es fehlen Erklärungsmodelle, wenn sich die Galaxien von einander entfernen, wie will man bitte sagen, dass sie sich nicht alle bewegen ? Stillstehen werden sie sicher auch nicht. Womit belegt man bitte die Ausdehnung des Raumes ansich, wenn nicht lediglich dadurch, dass man beobachtet, dass der Abstand zunimmt ?

Wie kann man eindeutig unterscheiden zwischen sich ausdehnendem Raum und einer zunehmenden Entfernung aufgrund von Bewegung ? Entfernen sich alle Objekte identisch schnell voneinander ? Oder anders gefragt, expandiert der Raum in jedem Punkt in identischem Masse ? Gibt es Belege oder widerholte Messungen ? Ich glaube einfach nichts, weil ich der Meinung bin, wenn man alles glaubt, dann gibt es nichts mehr, was es wert wäre, sich dafür zu interessieren. Allerdings ist mir auch klar, dass es gute Argumente gibt, die nur schwer zu ignorieren sind, aber solche scheinst Du entweder nicht zu kennen oder ich bin es Dir nicht wert, diese hier darzulegen. Vielen Dank.

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@Vektor13

Nicht böse sein, aber an solchen Fragen sehe ich halt, dass Du die Beobachtungsdaten nicht kennst. - Nicht falsch verstehen: Das ist grundsätzlich ok, die kennen viele Menschen nicht, die sich nicht intensiv mit Astrophysik beschäftigt haben. Nur: Man sollte dann halt auch nicht glauben, dass man es besser wüsste...

Gehen wir es mal zusammen durch:

Nein, vielleicht strahlen sie einfach nur "rotverschobenes" Licht ab.

"Nein" bedeutet, dass Du es nicht wusstest?

Und nein, eine Galaxie kann nicht einfach beschließen "heute strahle ich mal rotverschobenes Licht aus".

Es gibt 3 Mechanismen, die zur Rotverschiebung führen:

  • Dopplereffekt durch eine echte Bewegung der Lichtquelle
  • gravitative Rotverschiebung
  • kosmologische Rotverschiebung durch die Expansion des Universums

Die Bewegung einer Galaxie durch den Raum ergibt sich über die lokalen Schwerkraftfelder. Das ist immer ein Wert, der unter der Lichtgeschwindigkeit bleiben muss. Die gravitative Rotverschiebung kann man aus ihrer Masse. berechnen. - Genau das wird natürlich in den Daten auch gemacht.

Und deswegen ist das, was übrig bleibt, die kosmologische Rotverschiebung, die durch die Raumausdehnung selbst zwischen und und dort zustande kommt. Die kosmologische Rotverschiebung ist eben - netto, wenn die beiden anderen Effekte rausgerechnet sind - in alle Raumrichtungen für eine Entfernung gleich groß und überschreitet bei Entfernungen über so etwa 4200 Mpc Werte, die der Lichtgeschwindigkeit entsprechen. Allein deshalb kann es nichts mehr mit der Bewegung der Lichtquelle selber zu tun haben.

Ungefähr klar bis hier?

wenn sich die Galaxien von einander entfernen, wie will man bitte sagen, dass sie sich nicht alle bewegen ? Stillstehen werden sie sicher auch nicht.

Nein, natürlich folgen die lokal ihren Schwerkraftfeldern. Aber es ging ja um die Fluchtbewegung. Diese kosmologische von Hubble erstmals nachgewiesene Fluchtbewegung hat nichts mit der lokalen Bewegung der Dinger zu tun. Man kann es sich am besten vorstellen, wie Rosinen in einem aufgehenden Hefeteig: Die Rosinen werden eingebettet in den Teig auseinandergetragen. Und so sind auch die Galaxien eingebettet in den Raum und werden mit ihm auseinandergetragen. Dieses Bild spuckt genau das aus, was wir messen. Deswegen spricht man auch vom "Hubble-Fluss".

Entfernen sich alle Objekte identisch schnell voneinander ?

Nein. Galaxien entfernen sich umso schneller von uns, je weiter sie weg sind. Aber für eine bestimmte Entfernung unterscheiden sich eben ihre Rotverschiebungswerte nur durch die Effekte ihrer Masse und ihrer lokalen Bewegungen... und diese Unterschiede werden mit wachsender Entfernung immer unwichtiger.

Oder anders gefragt, expandiert der Raum in jedem Punkt in identischem Masse ?

Maße? Jein. Hubble ging aufgrund der Daten damals davon aus, ja. Deswegen sprach man von der sogenannten "Hubble-Konstante" - die man etwa auf 70 km pro Sekunde und Megaparsec bestimmt hat. Die Hubble-Konstante ist die Ausdehnungsrate der Raumzeit: Ein Objekt, das eben noch 1 Mpc weit weg war, ist eine Sekunde später 1 Mpc + 70 km weit weg. Für's zweite Mpc entsprechend 140 km... und so weiter: Raten addieren sich mit der Entfernung auf. Deswegen die scheinbare Überlichtgeschwindigkeit weitest entfernter Objekte.

Neueste Messungen ergeben, dass die Hubble-Konstante sich seeeeehr langsam zeitlich verändert. Sie ist im Laufe der beiden letzten Jahrmilliarden etwas größer geworden. Das Universum expandiert heute etwas schneller als früher. Man spricht deshalb heute besser vom Hubble-Parameter.

Gibt es Belege oder widerholte Messungen ?

Selbstverständlich. Naturwissenschaft ist immer ein Wechselspiel von Hypothesenentwicklung und Hypothesentest an der Beobachtung.

Ich glaube einfach nichts, weil ich der Meinung bin, wenn man alles glaubt, dann gibt es nichts mehr, was es wert wäre, sich dafür zu interessieren.

In der Naturwissenschaft "glaubt" man auch nichts. Das Problem ist halt, dass Du die Messungen allesamt nicht kennst, die Kosmologen in 8 Jahrzehnten gesammelt haben.. und wenn man Dir was davon erklärt, einfach nur ohne Argumente widersprichst.

aber solche scheinst Du entweder nicht zu kennen oder ich bin es Dir nicht wert, diese hier darzulegen.

Genau das meine ich...

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@uteausmuenchen
"Nein" bedeutet, dass Du es nicht wusstest?

Genau.

Es gibt 3 Mechanismen, die zur Rotverschiebung führen:
Dopplereffekt durch eine echte Bewegung der Lichtquelle
gravitative Rotverschiebung
kosmologische Rotverschiebung durch die Expansion des Universums
Die Bewegung einer Galaxie durch den Raum ergibt sich über die lokalen Schwerkraftfelder. Das ist immer ein Wert, der unter der Lichtgeschwindigkeit bleiben muss. Die gravitative Rotverschiebung kann man aus ihrer Masse. berechnen. - Genau das wird natürlich in den Daten auch gemacht.
Und deswegen ist das, was übrig bleibt, die kosmologische Rotverschiebung, die durch die Raumausdehnung selbst zwischen und und dort zustande kommt. Die kosmologische Rotverschiebung ist eben - netto, wenn die beiden anderen Effekte rausgerechnet sind - in alle Raumrichtungen für eine Entfernung gleich groß und überschreitet bei Entfernungen über so etwa 4200 Mpc Werte, die der Lichtgeschwindigkeit entsprechen. Allein deshalb kann es nichts mehr mit der Bewegung der Lichtquelle selber zu tun haben.

Na bitte, geht doch, vielen Dank. Da hast Du Dir ja richtig Mühe gegeben, das konnte mir bisher noch nie jemand erklären, und ich habe das Thema schon so oft in Diskussionen angeschnitten, aber es gab scheinbar nie wirkliche Experten.

Das macht es mir jetzt endlich schwer, die bestehende Annahme des expandierenden Raumes zu hinterfragen.

Dann kann es also nicht nur sein, dass das Universum sich dreht, nicht mal angenommen es dreht sich auf 2 Achsen gleichzeitig wie ein Gyroskop.

Vielen Dank nochmal, ich habe es verstanden, ja ich bin nicht auf den Kopf gefallen.

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"Und damit sollte auch klar werden, dass aus der Existenz eines Netto-Drehmomentes der Materie in unserem begrenzt beobachtbaren Raumausschnitt - wieder einmal - für das Universum als Ganzes gar nichts folgt."

Das einzige gute Argument bisher.

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Ist denn die beobachtete Fluchtbewegung allein ein Effekt der Raumausdehnung oder sind auch echte Geschwindigkeiten im Spiel? Denn eine Raumausdehnung müsste ja überall messbar sein. Zum Beispiel auch in unserem eigenen Galaxienhaufen. Aber dort heisst es immer, dass gravitative Bindungen dominieren. Ich vermute mal, dass man Dopplereffekte die durch Geschwindigkeiten (durch den Raum) gar nicht von denen unterscheiden kann, die durch Raumausdehnung zustande kommen. Ist das so?

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@ProfFrink

Grundsätzlich ja. Aber gerade dadurch, dass die Effekte der Raumausdehnung in alle Richtungen dieselben sind, kann man sie dann, wenn man wirklich viele Daten hat, auch wieder rausrechnen. Das Zauberwort heißt also "viele Daten". Ein paar hunderttausend Galaxien muss man schon mindestens untersucht haben...

Der Reihe nach:

Ist denn die beobachtete Fluchtbewegung allein ein Effekt der Raumausdehnung oder sind auch echte Geschwindigkeiten im Spiel?

Ja. Wie ich hier irgendwo kommentiert habe: Rotverschiebung entfernter Galaxien hat immer 3 einander überlagernde Effekte:

  • Dopplereffekt über die Eigenbewegungen von Sender und Beobachter
  • gravitative Rotverschiebung (Energieverliust des Lichtes beim Verlassen des Schwerefeldes)
  • kosmologische Rotverschiebung durch die Raumausdehnung unterwegs

Und ja, klar, das muss man trennen und rausrechnen.

Zum Beispiel auch in unserem eigenen Galaxienhaufen. Aber dort heisst es immer, dass gravitative Bindungen dominieren.

Richtig. Zum Beispiel kommt die Andromedagalaxie auf uns zu. Netto.

Die Andromeda ist nicht mal gaz 1 Mpc von uns weg... es entsteht also nur wenig Raum durch die Raumausdehnung zwischen uns und dort - weniger als 70 km/s. Wenn die Eigenbewegung aufgrund der gegenseitigen Anziehung größer ist als dieser Wert - was der Fall ist - kommt netto eben eine Bewegung aufeinander zu raus. Die wäre halt noch mal schneller ohne die Raumausdehnung.

Beim Virgo-Haufen ist es zum Beispiel so, dass wir messen, dass die Milchstraße (und wir mit ihr) sich aufgrund der Schwerkraft in Richtung des Virgohaufens bewegt... aber netto (also Bewegung wegen der Schwerkraft plus Raumausdehnung) entfernen wir uns vom Virgohaufen. Wir messen in diese Richtung aber deutlich geringere Werte der Rotverschiebung - und genau gegenüber exakt entsprechend erhöhte Werte der Rotverschiebung. Und das ermöglicht es eben, diesen Anteil als unsere Eigenbewegung zu erkennen. Im rechten Winkel dazu verschwindet dieser Effekt...

Hier ist das erklärt: https://de.wikipedia.org/wiki/Virgo-Galaxienhaufen#Virgo_Infall

Und dann habe ich - vielleicht für den FS auch interessant - hier noch einen Text, in dem das alles ein bissi ausführlicher erklärt ist:

https://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/rotverschiebung/417

Grüße

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@ProfFrink

Die Frage solltest Du vielleicht mal etwas präzisieren (der letzte Abschnitt will sich mir nicht erschliessen) und hier stellen, bitte verlinken, ich interessiere mich für Deinen Gedanken.

Ich finde jedoch den Gedanken sehr überzeugend, dass sich die Rotverschiebung dreifach stapelt durch die verschiedenen Effekte und diese entsprechend durch ihre logisch nachvollziehbaren Werte berechenbar sind, wie Ute es ein paar Kommentare höher geschrieben hat.

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@uteausmuenchen

Oh irgendwie wurde der Beitrag von Dir erst jetzt nach meinem Kommentar angezeigt, naja, danke auf jeden Fall, sehr gut erklärt, ich bin wunschlos glücklich :D

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@Vektor13

Aber uteausmünchen hat meine Frage doch schon sehr schön beantwortet. Hat sogar drei verschiedene Komponenten zur Rotverschiebung diskutiert und auch erklärt wie man sie messtechnisch auseinanderhält. Da gäbe es von meiner Seite als Frage eigentlich nichts mehr zu präzisieren. Lies dir auch die wikipedia links dazu durch.

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Randbemerkung: Was Du meinst, heißt zwar auf englisch angular momentum, aber auf deutsch Drehimpuls. Das Drehmoment ist etwas anderes und heißt auf englisch torqe.

Stimmt, gar nicht drauf geachtet !

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Habe mich leider noch vertan und in torque das u ausgelassen!

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Um sowas wie ein "Drehmoment des Universums" feststellen zu können, müsste man ein übergeordnetes Koordinatensystem haben, in welches das "Universum" eingebettet wäre. Sowas ist schlicht und einfach unsinnig. Punkt.

Wie kann es denn eine Rotation geben, der kein Zentrum zugeordnet werden kann ? Abgesehen davon könnte man es messen, der Abstand der Galaxien zueinender wüde vom Zentrum her schneller zunehmen, als er orbital zunehmen würde.

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@Vektor13

Ich habe meine Ansicht schon exakt ausgedrückt. Meine Rückfrage an die paar Leute, die da von einem leichten "Exzess der Rotation in einer Drehrichtung" sprechen, wäre einfach die: in Bezug auf welches "fixe" Koordinatensystem wollt ihr denn da eine Rotation messen ? Ein solches "universales Koordinatensystem" gibt es ja schlicht und einfach nicht.

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@rumar

Spielt das denn erstmal eine Rolle, man könnte doch trotzdem feststellen, dass es eine Rotation gäbe.

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@Vektor13

Eine Rotation ist immer nur in Bezug auf ein fix vorgegebenes Koordinatensystem möglich.

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