Wieso ist das Universum 90 Milliarden Lichtjahre groß?
Wenn es das Universum doch erst seit 13 Milliarden Jahre gibt.
Also expandiert es doch schneller als Licht oder wie
4 Antworten
dass das beobachtbare universum einen radius von mehr als 13 Mrd lichtjahren hat wenn es seit 13 Mrd jahren existiert, ist leicht zu verstehen. es hat auch gar nichts damit zu tun wie schnell es expandiert, es reicht schon allein die tatsache dass es expandiert.
das beobachtbare universum ist hierbei definiert als der abstand den ein punkt heute von uns hat, wenn uns heute ein lichtstrahl erreicht der von diesem punkt vor ca 13 Mrd jahren (zum zeitpunkt des urknalls) ausgesandt wurde.
nimm es zuerst ein einfaches beispiel eines komplett statischen, nicht expandierenden universums an. also: wie weit ist in in diesem fall ein punkt von uns entfernt, wenn uns heute ein lichtstrahl erreich der von diesem punkt vor 13 Mrd jahren ausgesandt wurde? die antwort ist einfach: 13 Mrd lichtjahre.
du siehst also: keine expansion - - > beobachtbares universum ist nach 13 Mrd jahren 13 Mrd lichtjahre groß.
und wenn jetzt zusätzlich die expansion hinzu kommt? dann ist dieser punkt von dem der lichtstrahl ausgesandt wurde natürlich zum heutigen zeitpunkt noch weiter von uns entfernt (das ist ja der effekt der expansion dass sich punkte im raum immer weiter voneinander entfernen), also auf jeden fall mehr als 13 Mrd lichtjahre.
du siehst also, es ist völlig klar dass der radius des beobachtbaren universums mehr als 13 Mrd lichtjahre betragen muss, wenn es 13 Mrd jahre alt ist.
um auf den tatsächlichen wert von ca 45 Mrd lichtjahren zu kommen muss man schon ein bisschen mehr rechnen, aber das prinzip sollte klar sein.
Also expandiert es doch schneller als Licht oder wie
die expansion des universums hat keine "geschwindigkeit" im sinne von meter/sekunde sodass du sie mit der lichtgeschwindigkeit vergleichen könntest. sie wird beschrieben durch den Hubble parameter, und der hat die dimension 1/Zeit. genauso wenig wie du z.B. eine masse von 5 kilogramm mit einer strecke von 3 Metern vergleichen kannst, kannst du den Hubble parameter mit der lichtgeschwindigkeit vergleichen.
es ist aber richtig zu sagen dass es eine entfernung gibt ab der die zunahme der entfernung mit der zeit aufgrund der expansion schneller als mit lichtgeschwindigkeit stattfindet (aber das ist nichts besonderes. das gilt immer solange das universum expandiert, egal wie "schnell" oder wie "langsam" es gerade tut).
diese entfernung wird Hubble radius genannt und liegt derzeit bei ca 13 Mrd lichtjahren. (aber das ist zufall dass bei einem alter v9n 13 Mrd jahren der Hubble radius gerade bei 13 Mrd lichtjahren liegt. vor ein paar Mrd jahren oder in ein paar Mrd jahren wären diese werte nicht mehr gleich).
man könnte natürlich auch zumindest das kleine 1x1 der kosmologie lernen (und dann natürlich wissen dass der hubble parameter nicht konstant ist), bevor man unsinnige rechnungen anstellt.
Dann fang mal an deine Parameter auf zu schreiben.
1. Wie Groß war das Universum am Anfang deiner Rechnung?
2. Mit welcher Geschwindigkeit breitet es sich aus?
3. Wie lange breitet es sich schon aus ?
Da es ca 13,,8 Mrd Jahre alt ist wäre Punkt 3 schon mal klar.
Nun rechnen mal vor wie du auf 45 Mrd Lichtjahre Radius kommst.
Oder zeige einen Link, mit der exakten Berechnung, wenn Du es nicht kannst.
Ach ja , der Hubbleparameter war fruher kleiner. .....es breitet sich ja immer schneller aus. Es kann sich weniger als verdoppelt haben. ....
Ach ja , der Hubbleparameter war fruher kleiner. .
größer, er war größer! das ist wirklich das kleine 1x1. du weißt nicht mal was der Hubble parameter ist.
nein, der Hubble parameter ist NICHT gleich der ersten ableitung des skalenfaktors, beschleunigte expansion heißt NICHT dass der hubble parameter größer wird, konstante expansion heißt NICHT dass der Hubble parameter konstant ist.
skalenfaktor a(t):
konstante expansion:
d^2a(t)/dt^2=0
beschleunigte expansion:
d^2a(t)/dt > 0
Hubble parameter:
H(t)=(da(t)/dt)/a(t)
(was z.B. konstante expansion für die zeitabhängigkeit des Hubble parameters heißt kannst du ja als übung selbst herleiten. ist eine einfache differentialgleichung die eigentlich jeder abiturient schaffen sollte.)
größe des beobachtbaren universums (definiert als entfernung zum particle horizon):
R(t)=a(t)*c*Integral_0^t dt'/a(t'), wenn t=0 den urknall bezeichnet.
findet man in jedem einführungsbuch.
Aber das schaffst du natűrlich nicht......in jeder Prűfung an einer Uni gilt die Aufgabe so als ungelöst.
Hier was zum Hubbleparameter
Wo sind deine Parameter. ?
die parameter sind ja nicht von mir, die sucht man sich aus der literatur. aber bitte: Hubble radius ca 14 Mrd lichtjahre, globale räumliche krümmung vernachlässigbar, energiedichte der strahlung vernachlässigbar, ansonsten ca 30% materie und 70% dunkle enerige.
das integral in
R=a(t)*c*Integral_0^t dt'/a(t')
kannst du mit dt' = da/(a*H(a)) (direkt aus der definition des Hubble paramters H=(da/dt)/a ) umschreiben zu
R=c*Integral_0^1 da/(a^2*H(a))
der Hubble-parameter ergibt sich aus den Friedmanngleichungen
H(a)=H0 * Wurzel(WR*a^-4 + WM*a^-3 + Wk*a^-2 + WL)
mit den dichteparemetern der strahlung WR, der materie WM, der räumlichen krümmunge Wk und der dunklen materie WL (wobei gilt WR+WM+Wk+WL=1). mit den experimentellen werten (aus der hintegrundstrahlung, supernovae, etc..) WR~0, Wk~0, WM~0.3, WL~0.7. damit bleibt also stehen
R = (c/H0)*Integral_0^1 da/(a^2*Wurze[0.3*a^-3+0.7])
~(c/H0) * 3.3
c/H0 ist der Hubble-radius, dessen wert natürlich vom heutigen wert des Hubble-parameters H0 abhängt. Da gibt es leicht verschiedene messwerte. der Hubble-radius liegt aber so ungefähr bei 14 Mrd lichtjahren.
R=14*3.3 Mrd lichtjahre ~ 46 Mrd lichtjahre
kommt schon hin. für andere werte für H0, WM und WL kommen natürlich leicht andere resultate heraus.
falls dir langweilig ist:
ähnlich kannst du den cosmic event horizon (jener horizont von jenseits dessen uns ein heute ausgesandtes signal nie erreichen wird) berechnen mit
R_eh=c*Integral_1^Infinity da/(a^2*H(a))
und das alter des universums mit
T= Integral_0^1 da/(a*H(a))
und H(a) immer wie oben H(a)=H0 * Wurzel(WR*a^-4 + WM*a^-3 + Wk*a^-2 + WL)
H(a)=H0 * Wurzel(WR*a^-4 + WM*a^-3 + Wk*a^-2 + WL)
Du sagst WR =~0
Also
H(a)=H0 * Wurzel(~0*a^-4 + WM*a^-3 + Wk*a^-2 + WL)
Dann WK=~0
H(a)=H0 * Wurzel(~0*a^-4 + WM*a^-3 + ~0*a^-2 + WL)
Dann WM =~ 0,3
H(a)=H0 * Wurzel(~0*a^-4 + ~0,3*a^-3 + ~0*a^-2 + WL)
Und WL=~ 0,7
H(a)=H0 * Wurzel(~0*a^-4 + ~0,3*a^-3 + 0*a^-2 + ~0,7)
Wo ist a ? a= ??
Und schreibe fûr den FS auch dazu was genau WM, WK , WL und a sein soll, sonnst ist deine Formel Aussagelos, da nicht nachvollziehbar.
Dann schreibst du
R=c*Integral_0^1
Danach
R = (c/H0)*Integral_0^1
Daraus folgt
(c/H0)*Integral_0^1 =c*Integral_0^1
Was offensichtlich nicht gleich sein kann .......
Was c = gibst du auch nicht an .
c = ?
Auserdem ist fûr dich das ALTER des Universums
T= Integral_0^1
Und
(c/H0)*Integral_0^1 =c*Integral_0^1
Daraus folgt
(c/H0)*Alter des Univers =c* Alter des Universums
Da du sagst
R = (c/H0)*Integral_0^1 = c*Integral_0^1
Und
R = (c/H0)*Integral_0^1 da/(a^2*Wurze[0.3*a^-3+0.7])
~(c/H0) * 3.3
Also R ~ (c/H0) * 3.3
Ergibt sich
R = c * T ~(c/H0) * 3.3
Radius= c * 13,8 mrd Jahre ~ 46 Lichtjahr
Was ist c ?
Nach deinen ganzen Formel muss es 3,4 sein
Da folgt
R= 3,4*13,8 mrd Jahre = 46 mrd Jahre
Das ist eine Zeit in Jahre und keine Strecke von Lichtjahren. ...
Wann bringst du endlich mal eine Rechnung mit allen Angaben, und ohne Widersprűche. .....
ok, sorry. ich dachte du weißt was ein integral ist. dann halt nicht, so ist es sinnlos.
......das sind DEINE Formeln, die ich nur so zusammen stelle das die Bedingung = efüllt ist.
.....und ich dachte du weist was es heist ALLE Angaben! !!!
ALLE Werte mit Einheiten !!
Und DEINE Formeln ergeben :
(c/H0)*Integral_0^1 =c*Integral_0^1
Das ist fûr dich eine wahre Gleichung?
Dann ist jede Diskusion Sinnlos
Also noch mal :
c= ?
WM= ?
HO= ?
WR= ?
a = ?
T=?
H(a)= ?
WK=?
WL= ?
da=?
dt' = ?
a(t)= ?
a (t') = ?
H= ?
Habe ich was aus deiner Auflistung vergessen, dann schreibe es bitte dazu.
Alle Angaben mit Einheiten, die rechnet man ja mit . Am Ende muss dann Lichtjahre bzw km stehen bleiben.
Das älter des Universums ist 13,8 mrd Jahre
Bei dir ist das Alter des Universums
T = Integral_0^1
ALSO
13,8 mrd Jahre = T = Integral_0^1
Wenn Du Mathe kannst und weist was = bedeutet dann weist du das DU aussagst das 13,8 mrd Jahre = Integral_0^1 IST .
Egal was andere sagen was Integral ist.
Aber egal ......du wirst die Liste oben eh nicht mit Zahlen und Einheiten fûllen. .....
Das beobachtbare Universum ist im Radius rund 46 Milliarden Lichtjahre groß. Wie groß der Rest ist, entzieht sich unseren Kenntnissen. Das beobachtbare Universum misst mehr Lichtjahre als sein Alter in Jahren beträgt, weil es sich schneller als Licht ausdehnt.
Überlichtgeschwindigkeit ist tatsächlich möglich. Es bewegt sich ja nicht Masse durch den Raum, hier würde die Lichtgeschwindigkeit gelten, sondern das ganze Raum-Zeitkontinuum selber dehnt sich aus. Würde sich das All nicht schneller als das Licht ausbreiten, wäre das ganze Universum beobachtbar, was aber bekanntlich nicht der Fall ist.
Dass wir überhaupt soweit sehen können, mehr Lichtjahre als das Alter in Jahren beträgt, liegt daran. dass das Universum früher kleiner war und das Licht nicht wirklich von so weit her kommt.
Dass wir überhaupt soweit sehen können, mehr Lichtjahre als das Alter in Jahren beträgt, liegt daran. dass das Universum früher kleiner war und das Licht nicht wirklich von so weit her kommt.
Das ist falsch; das hat damit nichts zu tun wie klein das Universum früher war; Lichtgescwiindigkeit ist Lichtgeschwindigkeit; ganzgleich ob das Universum früher kleiner war;
Sein Licht hat uns trotzdem mit Lichtgeschwindigkeit erreicht.
Das Alter des Universums ist 13,6 mrd jahre alt; aber das beobachtbare Universum ist heute auf 46 mrd angewachsen.
Weil wir von diesen Objekten nur Ihr13,6mrd jahre altes Licht sehen;
Durch die expansion des Universums haben sie sich von uns inzwischen um 46 mrd Lj entfernt
Die Entfernung zwischen uns ist auf 46mrd jahre angewachsen.
@ Ralph1952:
Das beobachtbare Universum ist im Radius rund 46 Milliarden Lichtjahre groß.
Mooooment.
Ist es mittlerweile möglich mit Überlichtgeschwindigkeit zu sehen bzw. Prozesse zu beobachten, die mit "Überlichtgeschwindigkeit" ablaufen? Habe ich da etwas verpasst?
Soweit mir bekannt ist, soll der Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren stattgefunden haben. Und die am weitesten entfernte Galaxis, die bisher von Menschen beobachtet wurde, soll etwa 13 Milliarden Lichtjahre entfernt sein.
Wenn ich nun rund 13 Milliarden Lichtjahre in die eine Richtung blicken kann, dann kann ich auch rund 13 Milliarden Lichtjahre in die entgegengesetzte Richtung blicken.
13 Milliarden Lichtjahre beobachtbares Universum in die eine Richtung plus 13 Milliarden Lichtjahre beobachtbares Universum in die entgegengesetzte Richtung ergibt bei mir ein beobachtbares Universum mit einem Durchmesser von 26 Milliarden Lichtjahren.
Wie kommt man dann auf die von Dir genannten 46 Milliarden Lichtjahre? Woher kommen die zusätzlichen 20 Milliarden Lichtjahre?
Das beobachtbare Universum misst mehr Lichtjahre als sein Alter in Jahren beträgt, weil es sich schneller als Licht ausdehnt.
Soweit mir bekannt ist, dehnt es sich nicht mit Überlichtgeschwindigkeit aus...
@ Ralph1952:
In dem von Dir verlinkten Wikipedia-Artikel heißt es: Die entferntesten Objekte, deren Licht wir heute wahrnehmen können, befanden sich zu der Zeit, als sie dieses Licht aussandten, in einer Entfernung von gerade einmal 40 Millionen Lichtjahren zur Erde – kaum näher als der damalige Ereignishorizont. Heute trennen uns von diesen Objekten die besagten 46,6 Milliarden Lichtjahre...
...wenn sie denn heute überhaupt noch existieren.
Das mag ja stimmen, aber "beobachten" kann man davon eben nur die etwa 13 Milliarden Lichtjahre in alle Richtungen. Die 46,6 Milliarden Lichtjahre kann man nur errechnen - nicht aber "beobachten". Wir reden doch hier vom "beobachtbaren Universum" - oder?
Die entferntesten Objekte, deren Licht wir heute wahrnehmen können, befanden sich zu der Zeit, als sie dieses Licht aussandten, in einer Entfernung von gerade einmal 40 Millionen Lichtjahren zur Erde
Zu der Zeit, als sie dieses Licht aussandten, gab es die Erde noch gar nicht. Als die Erde entstand, war das Licht bereits etwa 8,5 Milliarden Jahre unterwegs. Demnach kann die errechnete Entfernung gar nicht stimmen - oder ist das in die Berechnung mit eingeflossen? (in den Formeln unter Deinem Link habe ich jedenfalls keinen Hinweis darauf entdeckt)
"Also expandiert es doch schneller als Licht "
So ist es, denn die Ausbreitung des Raumes selber unterliegt nicht der Begrenzung durch die Lichtgeschwindigkeit.
Wenn du das auf die Urknall Theorie beziehst würde ich sagen es existiert nicht erst seit einer bestimmten Zeit. So wie wir nicht wir nicht bis ans "Ende" sehen können ist auch die Zeit nicht wirklich sichtbar.
Ich finde die Urknall Theorie etwas unsinnig.
Und wenn du rechnen wûrdest wûrdest du feststellen das es nur knapp verdoppelt haben kann, wenn die Ausdehnungsgeschwindigkeit von ca 70km /s pro Megaparsec der Wissenschaftler stimmt.
Also kann es nur 26 mrd Lichtjahre Radius haben.