Expansion

Hallo Gerrit,

willkommen auf Astrotreff.

Ich löse mal dein Verständnisproblem [:)] <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...dass sich ältere Galaxien schneller von uns wegbewegen als Jüngere.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Die Galaxien sind alle in etwa zur gleichen Zeit entstanden. Das dabei machen miteinander verschmelzen und dadurch eine neue Galaxie entsteht ändert an der ursprünglichen Entstehung eher nichts, das neue Gebilde nimmt ja in etwa die vorherige Position ein.

Also dein Denkfehler ist- weit entfernte Galaxien alt, nahe Galaxien jung.

Gruß
Stefan

Hallo Gerrit,

ob heue noch völlig neue Galaxien entstehen? Dazu müsste sich ja entsprechend viel Gas und Staub an einem relaiv kleinen Plaz ansammeln.

Aber durch verschmelzen von kleineren Galaxien werden sich größere bilden. Zusammenstöße geschehen ja vom Prinzip ständig, jedenfalls in astronomischer Sichtweise. Andromeda und unsere Milchstraße näher sich ja auch einander an. Ob die beiden das als einzelständige Galaxien überstehen oder ob daraus eine einzelne entsprechend größere entsteht?

Unsere Milchsraße hat ja wohl im Lauf der Zeit auch schon Zwerggalaxien eingesammelt.

Zu den Geschwindigkeiten- die Galaxien selbst bewegen sich ja nicht so schnell und die jeweilige Bewegungsrichtung ist unterschiedlich. Auch weit entfernte Galaxien können sich eigentlich auf uns zubewegen.

Das was Expansion genannt wird ist ja die Ausdehnung des Raumes zwischen den Galaxien. Dadurch bewegen sich weiter entfernte schneller von uns weg als näher gelegene.

Das Modell "Gummiband" erklärt das relativ einfach. Nimm ein z.B. 1000m langes Gummiband und mach darauf jeden Meter eine Markierung. Dann ziehst du das Band in die Länge, die Abstände zwischen zwei benachbaren Markierungen werden dadurch jeweils gleichmäßig größer. Wenn der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Marke sich z.B. auf 1,01m vergrößert hat beräg der Abstand zwischen der ersten und der zehnten Markierung aber schon 10 x 1cm mehr. Von der ersten zur letzten war der Abstand ursprünglich 1000m, nach dem Strecken ist der aber auf 1000x1cm angewachsen.

Für einen Betrachter auf der ersten Marke hat sich Punkt 2 also mit 1cm/Zeiteinheit entfernt, der am weitest entfernte Punkt 1000 aber mit viel höherer "Geschwindigkeit". Dabei bewegen sich aber alle Punkte eigentlich nicht von der Stelle, sie sind ja fest auf das Gummiband aufgemalt. Aber der "Raum" dazwischen dehnte sich aus.

Gruß
Stefan

Gerrit,
"näher = jung" vs. "weiter weg = älter" ist eine Verkürzung der Aussage, dass wir nähere Galaxien in einem aktuelleren Zustand sehen als die weiter entfernten. Es müsste übrigens heißen: Die weiter entfernten sehen wir in einem "jungen" Zustand, die nahen sehen wir im aktuellen (älteren) Zustand. Grund ist die Lichtlaufzeit.

Aus den Beobachtungen kann man zunächst nicht erkennen, ob die Expansion über die Zeit konstant, langsamer oder beschleunigt stattfindet. Wenn man allerdings etwas in die Details geht, dann geht das irgendwie doch. Es sind viele kleine Indizien, die letztlich zu dem Gesamtbild führen, dass die Expansion ab einem bestimmten Zeitalter beschleunigt stattfindet.

Übrigens heißt "beschleunigt", dass die Expansionsrate schneller ist und nicht einer abnehmenden Kurve folgt, in der die Gravitationskraft der Gesamtmasse des Universums als "Bremse" wirkt (Analog einer Flugkurve eines in die Luft geworfenen Balls; schnell genug geworfen fliegt der für immer von der Erde weg, wird dabei aber durch die Erdanziehungskraft immer langsamer). Letzteres würde man als "nicht beschleunigte Expansion" bezeichnen.

Einen Abriss liefern:
http://www.spektrum.de/news/da…eunigte-universum/1124665
http://www.spektrum.de/wissen/…r-dunklen-energie/1418213

Gerrit,
In Deinem Eingangsbeitrag klang das noch so ...
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">... dann bedeutet das doch, nach meiner Vorstellung, dass sich ältere Galaxien schneller von uns wegbewegen als Jüngere...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Älter in Bezug auf was? Die weitentfernten sieht man in einem jüngeren Stadium der kosm. Entwicklung. Deswegen meine Klarstellung.

Zum Thema Galaxienentstehung ...

Die aktuelle Vorstellung kennt einen Entwicklungsprozess des Universums. Ganz grob: Vom Urknall, diversen Phasen direkt nach dem Urknall, die mehr quantenmechanischer Natur sind bis zur Phase der Entkopplung des Lichts (Ursprung der kosm. Hintergrundstrahlung). Danach dauerte es eine kurze Phase, in der das Universum sich zunächst abkühlte und in der sich die Materie zu Galaxien verklumpte und diese Galaxien seitdem einen Entwicklungsprozess starteten. Im Rahmen der Galaxienentwicklung gab es dann auch Galaxienverschmelzungen und vieles andere bis zum aktuellen Zustand der Galaxien. Insbesondere konnten unsere Planeten (die inneren sind sog. Gesteinsplaneten) erst dadurch entstehen, dass vorher ganze Sterngenerationen in der Milchstraße die chemischen Elemente jenseits von Wasserstoff und Helium erst "erbrüteten". Ganz allgemein kann man sagen, dass der Gasanteil in den Galaxien im Rahmen der zeitlichen Entwicklung ständig abnimmt.

Heute (sprich 13 Mrd Jahre nach dem Urknall) entstehen faktisch keine Galaxien mehr, weil es an den dafür notwendigen verfügbaren Gasansammlungen fehlt. Benachbarte Galaxien können miteinander kollidieren. Man spricht von gravitativ aneinander gebundenen Galaxiengruppen. Weiter auseinander stehende Galaxien werden nach aktuellen Erkenntnissen auch in fernster Zukunft nicht kollidieren können, da die Expansion des Universums (sprich DES RAUMS dazwischen) schneller ist, als die Eigenbewegung der Galaxien IM RAUM.

Vergleich den Entwicklungsprozess mit dem Wachstumsprozessen in der Biologie: Von der Eibefruchtung, dem Brüten, Küken, Flügge werden bis zum Zug ins Winterquartier der Zugvögel. Hast du schon mal Küken im September gesehen? [;)]

PS:
Du muss nicht jeden Beitrag mit einem Vollzitat beginnen. Das erschwert unnötig das Nachlesen. Genau deshalb sind mir weitere Details Deiner Ausführungen entgangen ...

<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>

Übrigens heißt "beschleunigt", dass die Expansionsrate schneller ist und nicht einer abnehmenden Kurve folgt,
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Nicht ganz. Schau dir mal die 2. Friedmann Gleichung an. Expandiert "beschleunigt" heißt, daß der Skalenfaktor a beschleunigt wächst, seine 2. Ableitung also positiv ist. Das ist der Fall, wenn Energiedichte + 3*Druck negativ ist. Die Expansionsrate (gleichbedeutend mit Hubble Parameter) nimmt im expandierenden Universum ab (auch während der im frühen Universum noch gebremsten Expansion, solange noch die Materie noch dominant war) und nähert sich im beschleunigt expandieren Universum mit zunehmender Verdünnung der Materie einem konstanten Wert (alles auch ersichtlich aus den Friedmann Gleichungen).

Günter,
ja, ich vergaß zum "schneller" eine genaue Beschreibung des "als" (Vergleichswert). Ist irgendwie beim Tippen untergegangen.
"schneller" und "Expansionsrate" ist auch stilistisch nicht schön. Die Rate ist "höher" als ... die Expansion verläuft schneller
Mea Culpa

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: xxnetkw</i>
Sorry, hab keine Ahnung welche anderen zitate es gibt. ich klicke einfach auf den link "antwort mit zitat"! und dann schreibe ich was ich will. wenn es bessere varianten gibt, will ich nicht stundenlang danach suchen! Egal, könnte denn mal jemand was zu meiner exakteren Fragestellung sagen!
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Gerrit,

Haben Stefan, Günter und Kalle doch schon.

Im übrigen wäre es schön wenn man die Menschen mit denen man diskutiert, auch mit Ihrem Namen anspricht, das macht es auch etwas leichter, deinen vielen Zitaten zu folgen.
[;)][;)]

Gruß Jogi [:)][:)]

Gerrit,
wenn das Fenster bei "Antworten mit Zitat" aufgeht, kann man den ganzen Text auch einfach mal löschen und dann in das blanke Feld hineinschreiben. Das Zitieren macht nur Sinn, wenn man sich auf etwas bestimmtes beziehen will. So wie du es derzeit nutzt, ist es einfach doppelt und dreifach gemoppelt, denn die Texte stehen etwas höher ja schon.

Ich tippe übrigens einfach unten in das leere weiße Textfenster, das bei jedem Thema vorhanden ist, solange Moderatoren es nicht "sperren".

***

Zum Thema "Blick in die Vergangenheit" und Entfernung:
In einem Universum mit fester Größe würde gelten, das bei etwas, was eine Mrd Lj entfernt ist, das Licht auch eine Mrd benötigt, bis es hier ankommt. In einem expandieren Universum wird das Licht allerdings länger brauchen, weil der Raum während der Reisezeit des Lichts ja größer wird und die Wegstrecke, bis das Licht ankommt, deshalb länger geworden ist. Um genau dieses Verhältnis (Wegstrecke "fest" vs. Wegstrecke "expandierend") wird die Wellenlänge des Lichts rotverschoben. Die Wellenlänge wird, WÄHREND sie den Raum durchquert mit dem expandierenden Raum gedehnt. Das darf man nicht mit dem Dopplereffekt verwechseln, wo die Verschiebung der Wellenlängen auf eine Geschwindigkeit DES OBJEKTS BEIM ABSENDEN DES LICHTS zurück zu führen ist. Es war ja gerade die Leistung Hubbles, dass er diesen Unterschied herausgearbeitet hatte. Wenn man den Rotverschiebungsfaktor von ganz weit entfernten Galaxien misst und fälschlich anfängt, das mit dem Doppelereffekt zu erklären, dann landet man vermeintlich bei Überlichtgeschwindigkeiten. In Wirklichkeit hat sich die Galaxis im Raum aber gar nicht bewegt.

Ohne auf die mathematischen Einzelheiten einzugehen. Klar ist, die Berechnungen werden kompliziert, wenn das Expansionsverhalten sich während der Reisezeit verändert. Dann muss man den Reiseweg des Lichts durch den Raum gedanklich in viele kleine Abschnitte zerlegen und für jeden Reiseabschnitts des Lichts eine eigene Expansionsrate bestimmen. Was auch nicht selbstverständlich ist: Ist die Rate räumlich überall gleich groß oder gibt es Raumbereiche die schneller wachsen als andere. **

Und schließlich muss man erst mal die Entfernungen der Galaxien kennen, damit man sich über Reisedauer und Wegstrecke des Lichts unterhalten kann. Hubble selbst hat schließlich nur die Rotverschiebung als solches erkannt. Die Entfernung hat er (grob) über die Helligkeit der Galaxien abgeschätzt (Die Helligkeit nimmt im Quadrat der Entfernung ab.)

Unterm Strich arbeitet man mit statistischen Modellen und schaut mit welchen Expansionsparameter die Beobachtungen am besten übereinstimmen.

Nebenbei bemerkt: Ab wenigen Dutzend Mio. LJ Entfernung spielt die Eigengeschwindigkeit der Galaxien zueinander bei der Betrachtung der Hubble-Rotverschiebung keine Rolle mehr. Die ist viel zu klein, als dass die (Dopplereffekt!!) noch auffallen könnte. Man kann auch sagen: In kosmischen Maßstäben betrachtet stehen die Galaxien still an ihrem Platz.

**
Für den einfachen Fall mal eine Übungsaufgabe aus meine Schulzeit (4. Klasse) zum Einstimmen: Ein Bauer kommt mit seinem Hund vom Feld nach Hause. Als der Hund den Bauernhof sieht, rennt er vor Freude voraus und ständig zwischen Hof und Bauer hin und her. Der Bauer braucht noch 20 Minuten für die 2 km, bis er zu Hause ist. Der Hund läuft dabei doppelt so schnell wie der Bauer. Wie groß ist die Wegstrecke des Hundes, der ständig hin- und her läuft?

Übungsaufgabe: der Bauer geht 6 km/h schnell (3 mal 2 km/h), der Hund also doppelt so schnell, das sind 12 km/h, das läuft er 20 min lang, also eine Weg von 4 km - stimmt das ?

Oder noch einfacher: der Bauer geht in 20 min 2 Kilometer, der Hund läuft doppelt so schnell, also schafft er in der gleichen Zeit 4 km ...

<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>
In einem expandieren Universum wird das Licht allerdings länger brauchen, weil der Raum während der Reisezeit des Lichts ja größer wird und die Wegstrecke, bis das Licht ankommt, deshalb länger geworden ist. Um genau dieses Verhältnis (Wegstrecke "fest" vs. Wegstrecke "expandierend") wird die Wellenlänge des Lichts rotverschoben.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Das ist ein bißchen anders, Kalle.
Es geht hier nicht um "Wegstrecken". Entfernungen sind im expandierende Universum nur lokal definierbar, weil man dann die Expansion vernachlässigen und die SRT annehmen kann. Global geht das nicht, die Entfernung zwischen den Orten der Emission und später der Absorption eines Photons ist nicht definiert. Definiert ist sie zum jeweils gleichen Zeitpunkt und heißt dann Eigendistanz. Mißt man die kosmologische Rotverschiebung einer Galaxie, dann läßt sich damit deren Eigendistanz, also deren Entfernung zum heutigen Zeitpunkt berechnen.

Die gemessene Rotverschiebung folgt nicht aus zurückgelegten Wegstrecken, sondern aus der zeitlichen Entwicklung des Skalenfaktors zwischen den Zeitpunkten der <b>E</b>mission und der <b>A</b>bsorption des Photon. Sie ist z = a(<b>A</b>)/a(<b>E</b>) - 1. Man mißt somit z.B. z = 1, wenn sich die Größe des Universums verdoppelt hat während das Photon "unterweg" war.
Nimm den Fall, das Universum expandiert und kontrahiert dann wieder auf die alte Größe. Dann hast du z = 0 obwohl das Photon lange unterwegs war.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: GünterD</i>
Die gemessene Rotverschiebung folgt nicht aus zurückgelegten Wegstrecken, sondern aus der zeitlichen Entwicklung des Skalenfaktors zwischen den Zeitpunkten der <b>E</b>mission und der <b>A</b>bsorption des Photon.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hat das Kalle nicht mit

<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>
weil der Raum während der Reisezeit des Lichts ja größer wird
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

gesagt?

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Dominik Braun</i>
<br /><blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: GünterD</i>
Die gemessene Rotverschiebung folgt nicht aus zurückgelegten Wegstrecken, sondern aus der zeitlichen Entwicklung des Skalenfaktors zwischen den Zeitpunkten der <b>E</b>mission und der <b>A</b>bsorption des Photon.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hat das Kalle nicht mit

<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>
weil der Raum während der Reisezeit des Lichts ja größer wird
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

gesagt?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Dominik, es ging darum, wovon die gemessene kosmologische Rotverschiebung tatsächlich abhängt.