Wie lange dauert es, das gesamte Universum zu überqueren?
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zwischen unendlich und sofort ohne verzögerung, je nach geschwindigkeit
kommt jetzt ein bischen drauf an ob die expansion genau mit Lichtgeschwindigkeit passiert, "überlichtgeschwindigkeit" oder es evt. schon wieder schrumpft. In dem Fall, dass es irgendwann wieder schrumpft (aka big shrink) würde man das Ende erreichen und da die Zeit ja nicht existiert logischerweise auch ohne Zeitverlust.
Aber so richtig erklären kann man das eh schlecht.
Richtig allerdings wird aufgrund der Topologie ein Big Ripp oder Big Freeze als wahrscheinlicher erachtet womit es sich mit Überlichtgeschwindigkeit fortwährend ausdehen würde.
Überqueren? Wie einen Fluss, über den eine Brücke führt, damit man keine nassen Füße kriegt? Dazu fehlen die definierten Ränder, an denen Du die Brückenpfeiler fixieren könntest ... und dazu kommt, dass besagte Ränder immer weiter auseinandergehen.
Mit anderen Worten: im physischen Sinn ist eine Überquerung des Universums unmöglich.
Eine physische Durchquerung, von einem Rand zum gegenüberliegenden Rand - immer unter der Voraussetzung, dass es überhaupt definierte Ränder hat - würde länger dauern, als das Universum alt ist, solange Du keinen hyperschnellen Raumschiffantrieb hast - und mit hyperschnell meine ich einen Antrieb, der mindestens Milliardenfache Lichtgeschwindigkeit erreicht.
Bei den technischen Möglichkeiten, die wir Menschen haben, und auch zukünftig haben swerden, wird die korrekte Antwort auf deine Frage: unendlich lauten.
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
Objekte in der Entfernung r entfernen sich mit der Geschwindigkeit v(r) = H*r von uns. Man kann nun mit der Lichtgeschwindigkeit c einen Radius rH = c/H definieren, der Hubbleradius genannt wird. Für r = 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.
Das ist nach derzeitigen Kenntnisstand gar nicht möglich.
Denn selbst mit Lichtgeschwindigkeit würde die Unendlichkeit nicht reichen das Universum zu durchqueren.
Den Rand des sichtbaren Universums erreicht man auch mit Lichtgeschwindigkeit nicht, aber sonst richtig.