Frage zur Expansion

  • Hallo zusammen,


    ich hab noch ein arges Verständnisproblem bezüglich der Expansion des Kosmos'. Die Galaxien entfernen sich voneinander, weil der Raum selbst expandiert, so hört man immer wieder. :) Nur, wenn der Raum expandiert, so müßten ja nicht nur die Entfernungen der Galaxien untereinander zunehmen, sondern auch die Größe der Galaxien selbst, die Größe der Sterne, Planeten, Atome usw., und: Auch ein Maßband, Lineal oder das Urmeter müßte demnach expandieren. Aber dann stellt sich mir die Frage, wie man die Expansion überhaupt festellen kann, bzw. wieso man die Rotverschiebung überhaupt feststellen kann? Eigentlich dürfte sie nicht feststellbar sein, wenn meine Annahme, daß
    sich der Raum *überall* ausdehnt, richtig ist.


    Anders gesagt: Jeder kennt das Analogon mit dem Luftballon, auf den man Punkte (Sterne oder Galaxien) malt und dann aufbläst. Wenn ich nun zwischen zwei Punkten die Skala eines Lineals auf den Ballon auftrage und der Abstand zwischen den Punkten sei 5cm, zeigt die aufgemalte Skala nach dem Aufblasen immer noch 5cm! Natürlich, wenn ich das ursprüngliche Lineal anhalte, stelle ich eine Vergößerung des Abstandes fest, aber nur weil ich von "außerhalb" des "Universums" messe, was uns in der Realität nicht möglich ist.


    Wo mache ich da den Denkfehler?


    Grüße, Marcus

  • Moin,


    ich glaube, Dein Denkfehler liegt hier: Die Rotverschiebung ist kein Längenmaßstab, sondern ein Maß für die Geschwindigkeit. Der Vergleich mit einer ReferenzLÄNGE von 5 cm ist deshalb nicht OK.


    Dein Luftballonmodell müsstest Du folgendermaßen abwandeln: Auf jeden Punkt auf der Ballonoberfläche eine kleine Sirene und ein Mikrofon kleben und dann die Frequenzverschiebung messen (mal angenommen, die Schallwellen bewegten sich nur entlang der Ballonoberfläche) => je weiter eine Sirene weg ist, desto größer die Verschiebung, weil sich Punkte, die einen größeren Abstand voneinander haben, schneller voneinander entfernen. Es ist nämlich mehr sich ausdehnende Ballonoberfläche dazwischen. Aus der Verschiebung in Abhängigkeit vom Abstand (den Du über die Lautstärke abschätzen könntest)könntest Du indirekt auf die Expansion des Ballons schließen.


    (Der Dopplereffekt ist bei der Expansion des Universums nach meinem Wissen nicht die Ursache, sondern es ist der sich ausdehnende Raum selbst, aber zur Erläuterung sei der Vergleich erlaubt).


    Denkfehler nicht ausgeschlossen [:D]


    Gruß
    Karl

  • Hallo Karl,


    vielen Dank für Deine Antwort, aber ... ;)


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Stiekelstack</i>
    ich glaube, Dein Denkfehler liegt hier: Die Rotverschiebung ist kein Längenmaßstab, sondern ein Maß für die Geschwindigkeit.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Das ist richtig, aber Geschwindigkeit ist Weg/Zeit, und da die 5cm auf
    dem Ballon 5cm bleiben, können "Ballonbewohner" gar nicht merken, daß sich was ausdehnt. Daß sehen wir doch nur von außerhalb des "Ballonuniversums".


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    Dein Luftballonmodell müsstest Du folgendermaßen abwandeln: Auf jeden Punkt auf der Ballonoberfläche eine kleine Sirene und ein Mikrofon kleben und dann die Frequenzverschiebung messen (mal angenommen, die Schallwellen bewegten sich nur entlang der Ballonoberfläche) =&gt; je weiter eine Sirene weg ist, desto größer die Verschiebung, weil sich Punkte, die einen größeren Abstand voneinander haben, schneller voneinander entfernen. Es ist nämlich mehr sich ausdehnende Ballonoberfläche dazwischen. Aus der Verschiebung in Abhängigkeit vom Abstand (den Du über die Lautstärke abschätzen könntest)könntest Du indirekt auf die Expansion des Ballons schließen.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Die Abwandlung des Experiments hat einen Haken: Der Schall breitet sich in der Luft außerhalb des Ballonuniversum aus :) Das ist ja gerade der Punkt auf den ich hinweisen wollte.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    (Der Dopplereffekt ist bei der Expansion des Universums nach meinem Wissen nicht die Ursache, sondern es ist der sich ausdehnende Raum selbst, aber zur Erläuterung sei der Vergleich erlaubt).
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ja sicher, die Rotverschiebung ist eine Folge der Expansion und nicht umgekehrt.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    Denkfehler nicht ausgeschlossen [:D]
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    [:I] mir geht's nicht anders.



    Viele Grüße, Marcus

  • Das bei uns im Universum 1 Meter immer 1 Meter bleibt dürfte an unserer Definition des Meters liegen:
    1 Meter is die Länge der Strecke, die das Licht im Vakuum während der Dauer von (1/299 792 458) Sekunden durchläuft


    Die Sekunde ist durch die Schwinungen eines Cs Nukleids definiert.
    und die Lichtgeschwindigkeit ist eine Konstante laut Einstein.


    Das die Galaxien bei der Expansion nicht grösser werden dürfte daran liegen, dass in den kleinen Masstäben einfach die Gravitation dominiert.

  • Moin Marcus,


    das mit Geschwindigkeit = Weg/Zeit ist natürlich richtig. Aber die Geschwindigkeitsmessung wird ja bei der Messung der Rotverschiebung so nicht durchgeführt. Man kann auch auf andere Weise eine Geschwindigkeit bestimmen, z.B. in anderen ("irdischeren") Fällen über die Energie W=o.5*m*v². Man muss also nicht unbedingt einen Weg messen, um die Geschwindigkeit zu erhalten. Anderes Beispiel: man muss nicht unbedingt eine Geschwindigkeitsänderung dv/dt messen, um eine Beschleunigung a zu ermitteln. Es geht auch über F=m*a (Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung.


    Den Punkt mit der Schallausbreitung kann man schnell etwas abwandeln: Schallwellen breiten sich auch in der Ballonhülle aus, die Schallwellen in der Luft braucht man nicht unbedingt, und dann hinkt das Modell nicht mehr ganz so arg.


    Zum Dopplereffekt: Das habe ich wohl etwas unklar formuliert. Natürlich ist der Dopplereffekt nicht die Ursache für die Expansion des Universums, so was Dolles ist dieser Effekt nun auch wieder nicht [:)]. Aber ich meine, dass der Dopplereffekt nicht einmal die exakte Erklärung für die (kosmologische) Rotverschiebung der Galaxien ist. Soviel ich weiß, geht die exakte Erklärung für die Rotverschiebung ganz ohne Dopplereffekt allein über die Expansion des Raumes. Der Dopplereffekt wird zwar gerne als Erklärung herangezogen, ist aber in diesem Fall nur eine "Krücke", zwar anschaulich, aber sachlich nicht ganz richtig. Aber da müsste sich mal ein Astrophysiker in diese Diskussion einschalten ... Vielleicht ist er oder sie ja vor lauter Kopfschütteln bzw. Beruhigungspillen, die wegen dieser (meiner) Ausführungen benötigt wurden, noch nicht zum Antworten gekommen [:D]




    Viele Grüße
    Karl

  • Vielen Dank für die Antworten,


    insbesondere der 2. Link war sehr aufschlußreich, danke :)
    Kann man also sagen, daß sich eher der intergalaktische Raum auseinanderzieht, während der Raum innerhalb von Galaxien durch deren eigene Schwerkraft zusammengehalten wird?


    Grüße, Marcus

  • Ich finde das Beispiel mit den aufgeklebten Galaxien nicht gut, weil sie am Anfang gar keinen Platz auf der Oberfläche gehabt hätten.


    Vielmehr sollten wir uns endlich mal bewußt werden, dass das Urknallmodell nur ein imaginäres mathematisches Hilfsmodell für ein
    ansonsten schwieriger beschreibbares reales Universum ist.
    Ich behaupte.
    Real rotieren Sterne und Galaxien ewig in und um Sternhaufen, und Galaxienhaufen,( fraktale Rotation )je entfernter die Galaxien sind, desto mehr unterscheiden sich die Zentralbeschleunigungsvektoren von unserem. Das ist der eigentliche Grund für die Rotverschiebung entfernter Galaxien.
    Gleichzeitig erscheinen uns entfernte Galaxien nicht dort wo sie sind, sondern um bis zu 90° nach außen versetzt, weil das Licht gegen die Schwerkraft aufsteigen muß.
    Das ist der Grund für die scheinbare Gleichverteilung der entfernten Galaxien.
    Wir befinden uns ziemlich am Rand unseres Universums, nur hier kann Leben entstehen.
    Nur die blauverschobene Andromeda ist noch weiter draußen.
    Das näheste große Rotationszentrum liegt also etwa gegenüber von Andromeda.
    Die "dunkle Materie" ist die Zentrifugalkraft,
    Die "dunkle Energie" ist die Rotationsenergie.


    Und schon kapiert man die Welt wieder.

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