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Frage zur Expansion des Universums

Themen zur Kosmologie, Urknall, inflationärer Kosmologie, Expansion, Entwicklung und Zukunft des Universums
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seeker
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Frage zur Expansion des Universums

Beitrag von seeker » 3. Jan 2021, 16:31

mneumann:

Frage zur Expansion des Universums

Allgemein anerkannte Grundlagen:

- Es gab vor etlichen Milliarden Jahren den sogenannten "Big Bang", die Entstehung von Raum, Zeit (und Energie aus einer Quantenfluktuation?).
- Die Lichtgeschwindigkeit ist eine sog. Konstante (ca. 300.000 km/s).
- Die Rotverschiebung in den Spektren der Galaxien weisen auf eine beschleunigte Entfernung der Objekte vom Beobachter aus gesehen hin (Ausnahme: Andromeda).
- Je weiter von uns entfernte Objekte wir betrachten, desto weiter schauen wir in die Vergangenheit des Kosmos (Hintergrundstrahlung mit der stärksten Rotverschiebung).

Frage:
Da wir also bei den von uns am weitesten entfernten (und damit am weitesten in der Vergangenheit befindlichen) Objekten die höchsten Fluchtgeschwindigkeiten messen,
müsste sich in diesem Falle das Weltall nicht in seiner Ausdehnungsgeschwindigkeit eher abbremsen (nach dem Urknall Inflation, dann langsamer werdende Ausdehnung)?

Mit freundlichen Grüßen
Manfred Neumann

(die Frage ging an mich, ich habe daraus nun einen Thread gemacht, dafür ist das Forum da, Gruß seeker)
Grüße
seeker


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Re: Frage zur Expansion des Universums

Beitrag von seeker » 3. Jan 2021, 16:42

Hallo Manfred, ich denke die folgende Grafik enthält dazu alle nötigen Informationen:
(Die x-Achse stellt die Zeit dar, die y-Achse quasi die Ausdehnung, t=0 ist Jetzt-Zeit)

500px-Mplwp_universe_scale_evolution.svg.png
500px-Mplwp_universe_scale_evolution.svg.png (46.5 KiB) 175 mal betrachtet
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Mpl ... lution.svg
(Aus: https://de.wikipedia.org/wiki/Expansion_des_Universums)

Wenn du dir die Kurven anschaust (du darfst dir noch weitere mögliche hinzudenken), dann siehst du, dass es darauf ankommt, welcher Kurvenverlauf mit welcher Steigung gegeben ist, ob wir nun lineare, beschleunigte oder abgebremste Expansion haben. D.h. man muss schon viele Daten da eintragen, aus dem Befund "Da wir also bei den von uns am weitesten entfernten (und damit am weitesten in der Vergangenheit befindlichen) Objekten die höchsten Fluchtgeschwindigkeiten messen" lässt sich alleine noch nichts ableiten. Die Kurve, die am besten zu den Daten passt, ist die pinkfarbene, die eine zunächst abgebremste aber dann beschleunigte Expansion beschreibt, da sie über der braunen Geraden liegt.
Grüße
seeker


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Re: Frage zur Expansion des Universums

Beitrag von Skeltek » 3. Jan 2021, 17:31

seeker hat geschrieben:
3. Jan 2021, 16:31
die Frage ging an mich, ich habe daraus nun einen Thread gemacht
Ich glaube alle Admins/Mods haben die Privatnachricht bekommen. Leider habe ich meinen 'Gesendete Nachrichten'-Ordner geleert aus Platzmangel, sonst würde ich meine Antwortmails an ihn auch noch kurz hier reinstellen. Aber ich schreibe mal der Artischocke Kern hier rein.

Der ausschlaggebende Punkt ist:
Das Licht wurde allmählich rotverschoben während es zu uns unterwegs war. Da der Raum sich ständig ausdehnt wird das in ihm im Transit befindliche Licht mitgedehnt. Der Grund für die höhere Rotverschiebung ist also nicht, daß die Galaxien sich damals schneller von uns weg bewegten, sondern alleine bereits die Tatsache, daß das Licht bereits eine längere Zeit zu uns unterwegs war und somit eine viel größere Dauer lang allmählich rotverschoben wurde.
Die Galaxien selbst bewegen sich nicht im Raum und hängen statisch an ihrem eigenen Ort fest. Die Galaxien haben keine relevante Relativbewegung voneinander weg. Das 'Auseinanderdriften' sollte man nicht wörtlich nehmen, sondern im übertragenen Sinn. Würde der Raum plötzlich aufhören sich zu dehnen, würden alle Galaxien fast stillstehen und nur noch ihren eigenen Relativdrift gegenüber ihrer Umgebung aufweisen.

Die Aussage, daß sich die Galaxien von uns 'wegbewegen' ist im wörtlichen Sinne eigentlich falsch.
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  • Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.

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Re: Frage zur Expansion des Universums

Beitrag von Timm » 4. Jan 2021, 10:50

Skeltek hat geschrieben:
3. Jan 2021, 17:31
Die Aussage, daß sich die Galaxien von uns 'wegbewegen' ist im wörtlichen Sinne eigentlich falsch.
Mit dieser Meinung bist du nicht allein. Sie verkennt aber, dass koordinatenabhängige Phänomene nicht invariant sind und daher ist diese Aussage nicht falsch.

http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmology_faq.html#MX

Are galaxies really moving away from us or is space just expanding?

This depends on how you measure things, or your choice of coordinates. In one view, the spatial positions of galaxies are changing, and this causes the redshift. In another view, the galaxies are at fixed coordinates, but the distance between fixed points increases with time, and this causes the redshift. General relativity explains how to transform from one view to the other, and the observable effects like the redshift are the same in both views. Part 3 of the tutorial shows space-time diagrams for the Universe drawn in both ways.

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Re: Frage zur Expansion des Universums

Beitrag von Skeltek » 4. Jan 2021, 12:53

Hallo Timm,
die von dir verlinkte Seite sagt jedoch selbst, daß es sich bei der Doppler-Interpretation lediglich um eine lineare Annäherung handelt.
In a word: yes. In two sentences: the Doppler shift explanation is a linear approximation to the "stretched light" explanation.
Ich denke man kann für relativ 'kleine' Bereiche durchaus von einem Ansatz zum anderen wechseln, aber ich kann mir spontan nicht vorstellen, daß die Doppler-Darstellung bei relativistischen Geschwindigkeiten, pberhalb des Hubble-Radius oder jenseits des kosmologischen Horizontes noch akkurat ist.
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Re: Frage zur Expansion des Universums

Beitrag von Timm » 4. Jan 2021, 17:12

Die SRT hat in gekrümmter Raumzeit keine globale Gültigkeit, was aber an der Koordinatenabhängigkeit der Sichtweisen nichts ändert.

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