Größe und Alter des Universums

Ich will hier jetzt nicht mit ewig langen texten das versuchen zu erklären, denn ich kann es nicht. Ich weiß zwar so ungefähr die Antwort, würde aber bei der Erklärung vermutlich zu viele Fehler machen.

Google doch mal nach Raumausdehnung.
Denn der Raum an sich dehnt sich auch aus. Es findet also nicht nur eine Entfernungsvergrößerung aufgrund der Bewegung der Objekte im Universum statt, sondern die Raumausdehnung kommt noch hinzu. Somit hast du keine Überlichtgeschwindigkeit. Denn die Raumausdehnung ist keine Geschwindigkeit.

Wo wir genau in diesem Raum sind, können wir nicht sagen, den das Universum ist in alle Richtung gleich. Das sichtbare zu mindestens. Wir könnten also in jede Richtung, 13.8 Mrd. Lichtjahre schauen. Und das Egal wo wir uns im Universum befinden.

Klingt verwirrend, ist es auch. [:D]

Aber das können dir Caro, Dominik, Kalle und Jemand, besser erklären.

gruß Jogi

Hi Stefan,

ein paar Denkfehler stecken bei dir wohl drin.

Das Universum hat nicht nur einen Radius von über 45Mrd LJ, es ist tatsächlich größer. Die Zahl bezieht sich ausschließlich auf den von uns beobachtbaren Teil.

Das Alter stimmt insoweit grob überein mit der Lichtlaufzeit dem bisher am weitest entferntest beobachteten Objekt.

Aber zu dem Zeitpunkt, wo dieses Objekt sein von uns jetzt empfangenes Licht ausgesendet hat, war dieses Objekt noch ein Stück näher bei uns. Während das Licht sich durch den Raum bewegte wurde dieser aber durch die Expansion gedehnt, dadurch benötigte das Licht entsprechend länger.

Das Objekt selbst hat jetzt aktuell eine tatsächliche Entfernung von ca. 45Mrd LJ. Da die Ausdehnung beschleunigt abläuft wird sich dieses Objekt irgendwann von uns so schnell entfernen das kein weiteres Licht von ihm zu uns gelangt.

Dabei bewegt sich das Objekt aber nicht mit Überlichtgeschwindigkeit, nur der leere Raum zwischen den Galaxienclustern dehnt sich entsprechend aus.

Wo befinden wir uns? Nun, exakt in der Mitte des von uns beobachtbaren Raumes- wo dieser tatsächlich im gesamten Universum ist kann niemand sagen.

Gruß
Stefan

Als Ergänzung zu Stefans Erklärungen hab ich hier noch einen Link zu einem Artikel von Florian Freistetter, in dem er die Sache mit den kosmischen Entfernungen recht gut beschreibt.

http://scienceblogs.de/astrodi…fernungen-der-kosmologie/

Hallo Stefan,

das ist eine sehr häufig gestellte Frage, die bestimmt einige Male in einem Forum wie Astrotreff auftaucht. Und immer gibt es die gleiche Antwort: Die Expansion des Universums ist nicht mit der Lichtgeschwindigkeit gleichzusetzen. Man kann auch einfach zusammenfassen: Lichtgeschwindigkeit hat nur mit der (maximalen) Geschwindkeit IM Raum zu tun, aber nicht mit der Ausdehnung DES Raumes selbst. Letzterem ist es schlicht egal, wie schnell sich Informationen in ihm maximal ausbreiten können.

Dieser Artikel von Florian ist sehr gut; es ist wohl die mitbewegte Distanz (DC im Diagramm), welche die meisten unter "Entfernung" verstehen.

Ist es also so, dass sehr weit entfernte Galaxien einerseits größer (Winkeldurchmesserentfernung) und andererseits dunkler (Leuchtkraftentfernung) erscheinen? Das ist ja interessant.

Am Diagramm verwirrt mich noch, dass DL so stark ansteigt; ich würde eher erwarten, dass die Abnahme der Leuchtkraft doch mit einer der anderen Entfernungen korellieren sollte? Wie kommt das?

Und zu DA, warum gibt es dieses Maximum bei z=1,65?

Hallo Peter,

ich hab jetzt nicht den Artikel vorab gelesen und kann mit den von Dir verwendeten Abkürzungen deshalb auch nur wenig anfangen.

Das Problem bei kosm. Dimensionen ist, dass wir im Alltag "Entfernung" unabhängig vom maßgeblichen Zeitpunkt definieren (z.B. Hamburg - Hannover = 180 km), weil wir davon ausgehen, dass während einer Fahrt (ca. 2h Dauer) diese sich nicht verändert; interessant wird's bei Straßenkarten und deren Lebensdauer im Handschuhfach, wenn zwischendurch irgendwo ein neuer Straßenabschnitt die Strecke verkürzt. [;)]

In der Kosmologie geht es nicht so einfach. Da wird das "Straßennetz" zu einer "Gummihaut", die sich ständig ausdehnt und es kommt höllisch drauf an, ob man Entfernungen zu Beginn einer Fahrt, am Ende einer Fahrt oder durch Messung der Reisezeit und der Reisegeschwindigkeit (mit der Entfernung als Produkt) errechnet.

Dazu kommt noch eine Begriffsverwirrung in vielen Medien, die den Begriff "Lichtjahre" nicht als reine Entfernungseinheit begreifen, sondern via Lichtgeschwindigkeit daraus oft einen Zeitbegriff ableiten, was bei kosmologischen Distanzen aber nicht "erlaubt" ist.

Um dem ganzen eine Krone aufzusetzen kommt noch das Problem der Entfernungsmessung hinzu, den wir fahren die Strecken ja nicht ab, sondern beobachten nur Licht (und einige andere Teilchen):

Helligkeitsmessungen und der Quotient aus beobachteter Helligkeit (eines Objekts) im Verhältnis zu dessen "absoluten Helligkeit" (aus diversen Theorien) ergeben nach dem Helligkeits-Gesetz (wonach die beobachtbare "scheinbare" Helligkeit im Quadrat der Entfernung abnimmt) erst Angaben zur Distanz.

Aufgrund der kosmologischen Expansion (sog. Rotverschiebung) muss das Helligkeits-Gesetz modifiziert werden. Dazu müsste man aber zunächst wiederum wissen, ob diese Expansion (in der Vergangenheit) gleichmäßig konstant oder nicht (also abgebremst, beschleunigt) ist. Die Methoden, um dies herauszufinden, sind sehr vielfältig und erfordern viele Messungen. Ein weiteres Problem ist die Rotverschiebung selbst, die Wellenlängen werden ins Rote verschoben, die Energieverteilung im Licht ändert sich, so dass Helligkeitsvergleiche auch hier erst "angepasst" werden müssen.

Zur Rotverschiebung noch ein Hinweis, welcher beim Kalibrieren von Helligkeits-/Entfernungstabellen eine Rolle spielt:
Das Licht (einer entfernten Lichtquelle) wird, WÄHREND es im Raum unterwegs ist, durch die Raumexpansion genau des Raumes, in dem es unterwegs ist, mit gedehnt (rotverschoben). Dieser Effekt hat mit dem Doppler-Effekt (Rotverschiebung durch schnelles Entfernen der Lichtquelle) nichts zu tun. Bei großen Distanzen spielen die Eigenbewegungen faktisch keine Rolle, da der sich daraus ergebende Dopplereffekt weniger als 1% der Rotverschiebung ausmacht. Unter Umständen auch gegenläufig als Blauverschiebung, wenn ein Objekt sich auf uns zu bewegt.

Für die Kalkulation der Laufzeit eines Lichtsignals kommt es auf die Raumexpansion der Raumbereiche an, die das Licht auf dem Weg von der Quelle zum Beobachter noch vor sich hat. Beschleunigt sich die Raumexpansion im Laufe der Zeit, so verlängert sich die Laufzeit eines Lichtsignals deshalb, weil der Raum, den das Signal noch zu durchwandern hat, sich "mehr" ausdehnen wird.

Das Ganze lässt sich auch retrograd von der Beobachtung eines Lichtsignals zurück zur Lichtquelle 'rechnen'.

Zu guter Letzt muss man bei kosmischen Distanzen auch noch die sog. Raum-Geometrie (Geometrie der Raumzeit) beachten. Hier empfehle ich, da fast alle bekannten Indizien dafür sprechen, von einem "flachen" Universum auszugehen.

Gruß

Hallo Kalle,

danke für die Ausführungen. Bei intuitivem Überlegen erscheint es seltsam, dass eine ferne Galaxie größer (Winkelmaß), aber auch dunkler wirkt. Aber jetzt ist es klar.. das Licht dehnt sich auf seiner Reise mit dem Raum aus.

Noch eine Bemerkung: Du meintest, man geht von einem flachen Universum aus. Ich habe gelesen, dass man heute davon ausgeht, dass das Universum zudem nicht mit sich selbst verbunden ist oder zyklisch ist (auch wenn man es nicht sicher weiß) und dass heute die meisten Beobachtungen darauf hinweisen, dass das Universum unendlich groß sei.

Was sagt hierzu eigentlich die Mehrheit der Hobby-Astronomen und der Profis? Glaubt man, es sei unendlich groß oder eher nicht?

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Retep</i>
<br />Dieser Artikel von Florian ist sehr gut; es ist wohl die mitbewegte Distanz (DC im Diagramm), welche die meisten unter "Entfernung" verstehen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Ja.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Am Diagramm verwirrt mich noch, dass DL so stark ansteigt; ich würde eher erwarten, dass die Abnahme der Leuchtkraft doch mit einer der anderen Entfernungen korellieren sollte? Wie kommt das?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Man berücksichtigt die Rotverschiebung nicht, deswegen kommen falsche Werte raus.
Wenn du Rotverschiebung vernachlässigst, dann nimmt die Helligkeit L mit dem Quadrat der Entfernung r ab, L~1/r². Also definiert man DL~1/wurzel(L), um die Entfernung zu bekommen. In unserem flachen Universum ist r gleich DC.
Allerdings wird das Licht auch schwächer durch die Rotverschiebung. Wenn du dir Photonen, also Lichtteilchen, vorstellst, dann nimmt deren Energie mit der Rotverschiebung z um einen Faktor (1+z) ab - doppelte Wellenlänge = halbe Frequenz = halbe Energie. Ebenso nimmt die Zahl der Photonen pro Zeit um denselben Faktor ab, Rotverschiebung bedeutet ja, dass man das Signal verlangsamt sieht.
In Wirklichkeit gilt also:
L ~ 1/r²*1/(1+z)²,
und DL ist also doch nicht einfach die Entfernung r, sondern:
DL = r*(1+z) = DC*(1+z).
Das kannst du auch an dem Diagramm ablesen.
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Ist es also so, dass sehr weit entfernte Galaxien einerseits größer (Winkeldurchmesserentfernung) und andererseits dunkler (Leuchtkraftentfernung) erscheinen? Das ist ja interessant.
[...]
Und zu DA, warum gibt es dieses Maximum bei z=1,65?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Man sieht die Galaxien einfach in der Entfernung, die sie hatten, als das Licht ausgesendet wurde. Je länger das her ist, desto größer sind sowohl die Rotverschiebung 1+z als auch die <i>heutige</i> Entfernung DC dieser Galaxie.
Zum Zeitpunkt der Aussendung war - wegen der Expansion - diese Entfernung aber noch um den Faktor 1+z kleiner. Also gilt:
DA = DC/(1+z).
Auch das kannst du am Diagramm überprüfen.
Bei kleinem z überwiegt, dass die (heutige) Entfernung DC zunimmt, deswegen wächst DA. Bei großem Z überwiegt, dass das Universum - und damit der Abstand der Galaxie - damals kleiner war. Deswegen nimmt DA wieder ab. Dazwischen ist das Maximum.

Das oben gesagte gilt nur bei flachem Raum. Die Relation DL/DA=(1+z)² gilt aber allgemein.

Hallo Peter,
die Unendlichkeit des Universums ist eigentlich mehr eine philosofische Frage. Es wäre ja unendlich im Sinne, daß, wenn du heute losfährst in die Weiten des Weltalls, du niemals ein Ende, auch theoretisch nicht, erreichen würdest.
Unendlich auch im Sinne des beschleunigt expandierenden Raumes, da sich dann ja irgendwann mal alles in "Wohlgefallen" auflösen müßte, d.h. die totale Leere eintritt, denn ein noch so "riesengroßer" Raum ohne Inhalt würde ja keinen Sinn machen.

Endlich aber im Sinne des Urknalls, während dessen eine ganz bestimmte Menge Energie/Materie entstanden ist.

Und da hätte ich mal eine Frage an unseren überaus kundigen Herrn Jemand, ob man wirklich annehmen darf, daß mit dem Urknall, der Inflation und dem nachfolgenden Aufpumpen des Universums mit Energie innerhalb von Millisekunden wirklich alle Voraussetzungen gegeben waren für den gesamten heutigen Inhalt?

Wäre es nicht denkbar, daß in den vielleicht 99% des Universums, von dem wir keine Nachrichten je mehr erhalten können, sich Sachen ereignen, die dem Universum neue Energie oder Materie zuführen?

Grüße Hans

Hallo Hans,

meine Meinung dazu:

- Der Urknall ist endlich, sofern man die Region betrachtet, aus der das für uns sichtbare Universum entstanden ist. Wahrscheinlich meinst du es so. Ob das Universum als Ganzes zum Zeitpunkt des Urknalls endlich oder unendlich war, wissen wir nicht.

- Die Gleichförmigkeit des Mikrowellenhintergrunds halten die Kosmologen nicht für einen Zufall und gehen deshalb davon aus, daß unsere Gegend typisch ist. Dafür spricht auch, daß alle Daten gut zum Standardmodell passen. Unterschiedliche Modelle je nach Region nimmt man eher nicht an, kann aber auch nicht sicher sein. Eratosthenes hatte durch Schattenmessungen in seiner Region auf einen runden Erdball geschlossen, also extrapoliert.

Grüße, Günter

Hans,
Unendlichkeit ist mehr als nur "ohne Ende". Es ergeben sich völlig neue Aspekte.

Nimm Hilberts Beispiel mit dem Hotel "Unendlich" ...

Es hat unendlich viele Zimmer und ist komplett ausgebucht. Da kommt ein neuer Gast und fragt nach einem Zimmer. Antwort der Rezeption: "Kein Problem", greift zum Mikrofon der Rundsprechanlage und fordert alle Gäste auf, eine Zimmer weiter umzuziehen. Der Gast kriegt dann Zimmer 1.

Gruß

Es spricht in der Tat einiges dafür, dass unsere Umgebung im Universum typisch ist. Dennoch halte ich die aktuellen Prognosen zur fernen Zukunft des Universums (darauf zielte Hans glaube ich ab) in Richtung gigantische Leere für recht spekulativ. Die Expansionsgeschwindigkeit des Universums ist nicht konstant; man kann sie auch nicht für die Zukunft bestimmen. Als Erklärungsversuch für Messdaten konstruiert man "dunkle Materie", die noch nie beobachtet werden konnte. Das erscheint mir sehr wage, besonders diese Spekulation zur Zukunft.

Noch ein Gedanke zum eigentlichen Inhalt des Themas hier: Ich meinte mit Unendlichkeit des Universums: Zu jeder beliebigen natürlichen Zahl N gibt es eine Galaxie die weiter als N Lichtjahre von uns entfernt ist (und damit gäbe es auch jeweils unendlich viele) - ich meinte also unendliche räumliche Ausdehnung hinsichtlich der "mitbewegten Distanz" DC.

Ich hatte nach der Meinung der meisten Leute dazu gefragt, weil sich daraus sehr interessante Folgerungen ergäben, in die Unendlichkeit passt nämlich "eine Menge herein", hierzu kann man zum Beispiel das Folgende nachlesen:

<i><font color="yellow">Der beobachtbare Teil des Universums - das Hubble-Volumen - hat einen Radius von etwa 46 Milliarden Lichtjahren. Die Quantentheorie legt fest, dass bei einer Temperatur unterhalb von 10^8 Grad in dieses Volumen höchstens 10^115 Elementarteilchen passen, die auf höchstens 2 hoch 10^115 unterscheidbare Arten angeordnet sein können. Es können also nur 2 hoch 10^115 unterscheidbare Hubble-Volumina bei dieser Maximaltemperatur existieren.

2 hoch 10^115 ist eine enorm große, aber nichtsdestotrotz endliche Zahl, die eine obere Grenze für die Vielfalt der Welt darstellt. Nehmen wir nun an, wir packen sämtlich theoretisch möglichen Varianten der Welt - sprich Hubble-Volumen - zusammen in einen Kasten. Alle Hubble-Volumina außerhalb dieses Kastens wären dann schlicht und einfach Wiederholungen. Sie müssten zu den Welten im Kasten notwendigerweise vollkommen identisch, d.h. Parallelwelten sein. Die Größe des Kastens und damit der durchschnittliche Abstand eines Hubble-Volumen zu seiner identischen Parallelwelt beträgt 2 hoch 10^115 multipliziert mit 46 Milliarden Lichtjahren.</font id="yellow"></i>

In einem unendlich großen Universum gäbe es also unendlich viele Kopien und ebenfalls unendlich viele Variationen von dem uns sichtbaren Teil des Universums. Das erscheint mir sehr interessant und näher am Standardmodell als der spekulativ-esoterische Gedanke von einem Multiversum (weil nur das uns bekannte Universum in die Unendlichkeit fortgedacht wird, anstatt andere Universen/Multiversum zu konstruieren) - insbesondere wegen dieser interessanten Folgerung hatte ich meine Frage hinsichtlich der Unendlichkeit gestellt.

Hi Peter, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die Expansionsgeschwindigkeit des Universums ist nicht konstant; man kann sie auch nicht für die Zukunft bestimmen. Als Erklärungsversuch für Messdaten konstruiert man "dunkle Materie", die noch nie beobachtet werden konnte. Das erscheint mir sehr wage, besonders diese Spekulation zur Zukunft.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Die dunkle Materie dient nicht als Erklärungsversuch für die Ausdehnung des Unviersums, dafür wird die dunkle Energie als "Ersatz" hergenommen.

Für beide gibt es bisher keinen Nachweis in dem Sinn, die Auswirkung ist aber nachweisbar. Auch wenn es dir wage erscheint- die Messungen besagen eben- es ist etwas da, was wir nicht sehen bzw. erkennen können. Und das was wir sehen bzw. direkt nachweisen können verhält sich nicht so, wie es sich verhalten müsste. Die Einführung der dunklen Energie bzw. Materie ist ein Hilfskonstrukt um die Beobachtungen zu erklären.

Gruß
stefan

Hi,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich hatte nach der Meinung der meisten Leute dazu gefragt ...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Astronomie/Physik als Wissenschaft ist nicht Meinungsforschung ...

Frag nach Argumenten, nach Experimenten!
Und unterscheide Theorien danach, ob sie experimentell grundsätzlich überprüfbar sind oder nicht.

Ich persönlich halte nicht viel von Theorien, die mit Hubble-Volumen herumhantieren, als wären es Sandkörner am Strand. Viel interessanter wäre, ob im Rahmen derartiger Spekulationen ein Nachbar-Hubble-Volumen irgendwelche Auswirkungen auf unser beobachtbares Universum hat, welche wir u.U. tatsächlich als Anomalie bemerken könnten.

Das Spiel mit unendlichen Welten und damit mit Wiederholungen bestimmter endlicher Zustände im Rahmen der Kombinatorik hat m.E. wenig mit Physik als Wissenschaft zu tun. Das ist konzeptionell identisch mit dem Erwartungswert beim wiederholten Münzwurf - also nichts Neues.

Gruß

Es gibt mathematische Probleme, bei denen man begründet sagen kann, dass sie wahrscheinlich wahr (bzw. falsch) sind, bei anderen ist man sich sogar sehr sicher - weil alles darauf hindeutet und lediglich ein stringenter Beweis fehlt. Ich wollte in Erfahrung bringen, ob die Unendlichkeit des Universums auch in eine dieser Kategorien fällt und Begründungen dazu wären hilfreich, eine Meinungsumfrage auf Basis von Herumraten war nicht geplant, keine Sorge [;)]

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>
Ich persönlich halte nicht viel von Theorien, die mit Hubble-Volumen herumhantieren, als wären es Sandkörner am Strand. Viel interessanter wäre, ob im Rahmen derartiger Spekulationen ein Nachbar-Hubble-Volumen irgendwelche Auswirkungen auf unser beobachtbares Universum hat, welche wir u.U. tatsächlich als Anomalie bemerken könnten.

Das Spiel mit unendlichen Welten und damit mit Wiederholungen bestimmter endlicher Zustände im Rahmen der Kombinatorik hat m.E. wenig mit Physik als Wissenschaft zu tun. Das ist konzeptionell identisch mit dem Erwartungswert beim wiederholten Münzwurf - also nichts Neues.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ich glaube gern, dass diese Gedankenspiele zu Konsequenzen aus der Unendlichkeit ein alter Hut sind, besonders wenn man sich schon länger mit dem Thema befasst. Letzteres ist bei mir nicht der Fall.
Was spricht gegen das Hantieren mit Hubble-Volumina?
Man könnte auch kugelförmige Raumbereiche mit einem Durchmesser von einem Nanometer in einem räumlich unendlichen Universum betrachten. Pro Minibereich gibt es nur eine endliche Anzahl von möglichen Teilchenkonstellationen, also muss es im unendl. Universum auch einen identischen Bereich geben. Wegen der Unendlichkeit könnte man mit dem gleichen Argument die betrachteten Bereiche beliebig vergrößern, ohne dass sich die Logik ändert.

Hi "Retep" (?),

eine endliche Anzahl von möglichen Teilchenkonstellationen besagt doch nur- es gibt überall Wasserstoff, Sauerstoff, Eisen, Kohlenstoff usw., also alle Elemente, die sich aus den Teilchen bilden lassen.

Daraus abzuleiten, das es identische Bereiche gibt, ist schon mehr als weit hergeholt. Man kann ja jede Sonne als Kopie aller anderen betrachten, besteht ja auch grundlegend zum Beginn aus Wasserstoff- trotzdem wirst du keine zwei identischen Sonnen antreffen. Entweder weil die Anteile aus schwereren Elementen bei der Entstehung geringfügig unterschiedlich waren oder schlichtweg weil der Zeitpunkt der Entstehung sich unterscheidet. Die exakt gleiche Masse wird auch nicht gegeben sein.

Gruß
Stefan

Hallo,
noch mal philosofisch. Wenn man an den "lieben Gott" glaubt, könnte man von endlich reden, denn alles endet ja bei "ihm". [;)]
Hat aber mit Wissenschaft nichts zutun. Doch der Großteil der Menschheit wäre also der Meinung, das Universum ist endlich.

Kalles schönes "Hotel[8D]Beispiel" ist ja schon mehr als philosofisch und Günter hat natürlich recht. Man kann Rückschlüsse auf den unsichtbaren Rest des Universums ziehen, aber auch nur nach dem Stand der heutigen Erkenntnisse.

Hans

Hans, du meinst der Großteil der Menschheit glaubt nicht an ein unendliches Universum, weil sie an einen Gott glauben?
Wissenschaftlich betrachten kann man (im Moment noch?) nur das beobachtbare Universum und kann jenseits davon weder Endlichkeit, noch Unendlichkeit ausschließen.

Dieses Argument für identische Bereiche, wenn der Fall "unendlich" gegeben wäre, habe ich übrigens hier gelesen:

http://kosmologie.fuer-eilige.de/

Überzeugt bin ich von dem Argument auch nicht; auf die Zahl 2^(10^115) kommt man wohl so:
Man stellt sich ein (kleines) Stück Raum vor und geht von nur einem Elementarteilchentyp aus (für mehrere Typen rechnet man entsprechend hoch). Es seien n Teilchen, wenn man das Stück Raum komplett mit Teilchen auffüllt (so dass "jeder Ort besetzt wäre"). Nun sagt man, an jedem Ort kann entweder ein Teilchen sein oder nicht - aus diesen zwei Möglichkeiten ergeben sich 2^n Möglichkeiten für n Teilchen, mehr Varianten gibt es demzufolge nicht für das Stück Raum. So kam der Autor wohl auf 2^(10^115) für das ganze Hubble-Volumen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Retep</i>
<br /> Bei intuitivem Überlegen erscheint es seltsam, dass eine ferne Galaxie größer (Winkelmaß), aber auch dunkler wirkt. Aber jetzt ist es klar.. das Licht dehnt sich auf seiner Reise mit dem Raum aus.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Es ist glaub ich komplizierter. Die Raumexpansion wirkt auf zwei Arten lichtschwächend.

1. Die eine kommt über die Dehnung der Wellenpakete. Die Energieverteilung wird in Ausbreitungsrichtung gestreckt. Pro Zeit erhält man im Detektor weniger Lichtenergie.

2. Der Vergrößerungseffekt aber bringt selbst noch einen zusätzlichen lichtschwächungseffekt mit sich. Die geometrische Vergrößerungseffekt spreizt die Lichtbahnen. Die Abstände der Ursprünge wirken größer und unsere Detektoren sammeln weniger Photonen, da sie weniger dicht einfallen. Auch hierdurch erhält der Detektor weniger Energie pro Zeit.

Gruß,
Jo

Hallo,

Hans, Du schreibst:
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn man an den "lieben Gott" glaubt, könnte man von endlich reden, denn alles endet ja bei "ihm".<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Wissenschaftshistorisch könnte es durchaus einen Zusammenhang geben zwischen dem Aufkommen der Theorie des endlichen Kosmos und bestimmten religiösen Vorstellungen. Hast Du vielleicht diesen Artikel über George Lemaitre im Wissenschaftsteil der Frankfurter Allgemeinen Zeitung gelesen?
http://www.faz.net/aktuell/wis…er-weltbild-13054736.html

Der Autor denkt in diese Richtung. Lemaitre hat als erster die Rotverschiebung des Spektrums entfernter Galaxien als Hinweis auf eine Expansion des Kosmos gedeutet und somit den Grundstein für die Urknall-Kosmologie gelegt. Damit hat er Aristoteles‘ und Einsteins Modell des statischen Kosmos ohne zeitlichen Anfang zerstört und der heutigen Vorstellung eines Universums von endlichem Alter (ca. 13,8 Milliarden Jahre) den Weg bereitet. Der Autor des FAZ Artikels erwägt nun, ob Lemaitre deshalb auf die Idee eines zeitlichen Anfangs des Universums gekommen ist, weil er Priester war und somit der theologischen Schöpfungsvorstellung anhing. Da Lemaitre an den „lieben Gott“ geglaubt hat, legte sich für ihn wohl der Gedanke nahe, daß bei „ihm“ nicht nur alles endet, sondern auch alles anfängt.

Retep, wenn das Universum tatsächlich ein bestimmtes Alter hat und sich mit endlicher Geschwindigkeit ausdehnt, egal ob diese konstant ist oder veränderlich, dann muß es auch eine endliche Größe haben.

Die empirischen Befunde sprechen sehr für einen zeitlichen Anfang des Universums. Mir fällt gerade nur eine einzige Theorie ein, die eventuell davon abweicht, nämlich Andrei Lindes Konzept eines durch „chaotische Inflation“ „selbstreproduzierenden Universums“. Linde zufolge war der Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren nur der Ursprung unseres lokalen Universums, aber nicht des Universums überhaupt. Inflation spielt sich ständig in immer neuen Gebieten ab. Warum wissen wir von den anderen Gebieten nichts? Nach Linde können wir davon nichts wissen, weil all diese Gebiete, von denen es unendlich viele gibt, kausal voneinander getrennt sind. Über den zeitlichen Anfang des Universums drückt sich aber selbst Linde sehr vorsichtig aus, etwa wenn er sagt, es sei „möglich, daß es keinen einheitlichen Beginn der Zeit im Universum gab“ (Elementarteilchen und inflationärer Kosmos, S. 64). Und auch: „Bei Berücksichtigung der ständigen Erzeugung inflationärer Gebiete hat die Entwicklung des Weltalls als Ganzes kein Ende und möglicherweise auch keinen Anfang“ (Ebd., S. 65). Genau genommen besagt selbst das aber nur, daß die Zeit nicht im ganzen Universum auf einmal entstanden ist, sondern jeweils dort für ein bestimmtes Gebiet entsteht, wo sich gerade ein Urknall ereignet. Damit ist aber nicht ausgeschlossen, daß zu einer bestimmten Zeit irgendwo der erste Urknall stattgefunden und sich die erste Uhr in Bewegung gesetzt hat. Selbst Lindes Kosmos hätte dann einen Anfang in der Zeit und wäre somit auch räumlich endlich.

Viele Grüße
Johannes

Hallo Johannes,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Atlas</i>
<br />Selbst Lindes Kosmos hätte dann einen Anfang in der Zeit und wäre somit auch räumlich endlich.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
ein kleines Mißverständnis. Ein "Anfang in der Zeit" läßt die Frage nach der räumlich unendlichen Ausdehnung des Universums offen. Ist es heute unendlich, dann war es auch zum Zeitpunkt des Urknalls unendlich. Wovon übrigens die Kosmologen überwiegend ausgehen, da alles auf räumlich flach hindeutet. Die Ebene ist nun mal der triviale Fall, nicht der Torus oder irgend eine der anderen lokal flachen Topologien.
Die Annahme vieler oder unendlich vieler jeweils räumlich unendlicher Universen gemäß der chaotischen Inflation ist widerspruchsfrei.

Grüße, Günter

Ja, Johannes,
Der Ursprung der Wissenschaften erklärt sich ja aus der natürlichen Religiosität der Menschen, nämlich nach Erklärungen suchen, was wiederum seinen Ursprung in der Todeseinsicht hat.

Erst wenn sich eine Religion mit Dogmen gebildet hat, wird es hinderlich, wie halt eben mit allen Ideologien.

Georges Lemaître war es wahrscheinlich egal, daß später allem, was mit der Expansion des Universums zusammehing, ein Hubblepräfix vorangestzt wurde. Hubble war ein außerordentlicher Vermarkter seinerselbst.
Hans

Hallo Günter,

die Unendlichkeit ist eine vertrackte Sache, wie Kalle weiter oben schon bemerkte.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ein "Anfang in der Zeit" läßt die Frage nach der räumlich unendlichen Ausdehnung des Universums offen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Wenn das Universum räumlich unendlich wäre, aber einen Anfang in der Zeit hätte, dann wäre es nicht aus einer Singularität von der Größe der Planck-Länge entstanden, sondern es müßte zu einer bestimmten Zeit als unendlich Großes aus dem Nichts hervorgegangen sein.

Doch wie verträgt sich ein von Anfang an unendlich großes Universum mit dem Inflationsgedanken? Dem Modell der chaotischen Inflation zufolge gibt es viele Gebiete, die seit sehr langer Zeit exponentiell expandieren. (Nur manche Gebiete haben wie unseres jenen "graceful exit" erlebt, der die Inflation nach kurzer Zeit zu Ende brachte und Strukturen entstehen ließ.) Trotz dieser rasend schnellen und immer noch schneller werdenden Expansion vieler Gebiete würde der Kosmos aber als Ganzer nicht größer, da er ja von vornherein unendlich groß war.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die Annahme vieler oder unendlich vieler jeweils räumlich unendlicher Universen gemäß der chaotischen Inflation ist widerspruchsfrei.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Kann es denn mehr als nur ein einziges räumlich unendliches Universum geben?
Gäbe es zwei, dann würden sie im Raum aneinander stoßen, sich gegenseitig begrenzen und wären somit endlich.
Wenn sie hingegen kausal unverbunden sind, dann sind sie räumlich getrennt und bewegen sich mit Überlichtgeschwindigkeit voneinander fort. Dann würde gelten, daß das eine nicht dort ist, wo das andere ist. Ein räumlich unendliches Universum müßte aber überall sein.

Immanuel Kant war übrigens der Meinung, man müsse sich vor dem Begriff der Unendlichkeit hüten, weil er die Vernunft in Antinomien und Selbstwidersprüche führe.

Viele Grüße
Johannes