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Blick in die Tiefen des Universum

Themen zur Kosmologie, Urknall, inflationärer Kosmologie, Expansion, Entwicklung und Zukunft des Universums
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ChrisZ
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Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von ChrisZ » 3. Jan 2022, 22:35

Hallo Zusammen,

ich wünsche allen zunächst einmal ein gesundes neues Jahr 2022 :)

Bislang konnte man ja ca. 13,8 Mrd Jahre in die Vergangenheit schauen..und hier stell ich mir nun folgende Frage:

Ist dies abhängig davon in welche "Richtung" man eigentlich schaut? Durch die Expansion könnte es doch nur einseitig so weit gehen und der Blick in die entgegengesetzte Richtung in das Universum müsste dann doch eigentlich zum theoretischen "Ende" führen oder?

Vielen Dank für Eure Antworten. Ich bin schon sehr gespannt.

Mit freundlichen Grüßen

Chris

Herr5Senf
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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von Herr5Senf » 4. Jan 2022, 17:53

Wir sind in der Mitte :cool1: am Rand würde man rausfallen

man kann 13,8 Mrd Jahre in die Vergangenheit gucken, das sind jetzt wegen der Expansion schon 46 Mrd Lichtjahre Entfernung.
Was "dahinter" kommt, können wir wegen der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit nicht sehen, es ist ein Beobachtungshorizont.
Wenn man auf einem Kreuzfahrtschiff fährt, sieht man auch nur bis zum Horizont. Früher dachte man, die Erde ist eine Scheibe.

Die Erde ist aber eine Kugel, d.h. nicht unendlich, aber dennoch unbegrenzt, man kann also nicht von der Scheibe fallen.
Weil alles in alle Richtungen "gleich" aussieht, müßte das Universum um ein Mehrfaches größer sein als diese 46 Mrd Lichtjahre.
Wir sehen keine "Randeffekte", nun kann man interpretieren:
manche meinen, das Weltall ist unendlich, andere endlich und unbegrenzt weil "krumm", oder endlich und nur sehr groß.

Grüße Dip

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Frank
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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von Frank » 4. Jan 2022, 19:02

ChrisZ hat geschrieben:
3. Jan 2022, 22:35
Hallo Zusammen,

ich wünsche allen zunächst einmal ein gesundes neues Jahr 2022 :)

Bislang konnte man ja ca. 13,8 Mrd Jahre in die Vergangenheit schauen..und hier stell ich mir nun folgende Frage:

Ist dies abhängig davon in welche "Richtung" man eigentlich schaut? Durch die Expansion könnte es doch nur einseitig so weit gehen und der Blick in die entgegengesetzte Richtung in das Universum müsste dann doch eigentlich zum theoretischen "Ende" führen oder?

Vielen Dank für Eure Antworten. Ich bin schon sehr gespannt.

Mit freundlichen Grüßen

Chris
Herzlich willkommen hier im Forum. :)
Gemäß der Urknall-Theorie dehnt sich das Universum von einer Singularität ausgehend aus. „Wo ist der Mittelpunkt des Universums? Hat er besondere Eigenschaften und wenn ja, welche?“, fragt bdw-Leser Lutz R. aus Neuss – und bringt damit ein weit verbreitetes Missverständnis zum Ausdruck.
https://www.wissenschaft.de/astronomie- ... niversums/

Hoffe, ich konnte etwas helfen.
Bei Fragen einfach frei von der Leber weg. :beer:
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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belgariath
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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von belgariath » 5. Jan 2022, 11:25

Hallo Chris,

das Universum ist ca. 13,8 Mrd. Jahre alt, das legen Beobachtungen mit dem Planck-Satelliten nahe. Das heißt der Urknall fand heute vor 13,8 Mrd. Jahren statt. Wir können aber nicht bis zum Urknall in die Vergangenheit zurück schauen. Denn vom Urknall bis ca. 380000 Jahre nach dem Urknall war das Universum undurchsichtig für Licht. Erst 380000 Jahre nach dem Urknall konnten sich Lichtstrahlen bilden die wir heute noch detektieren können. Daher können wir nur ca. 13799620000 Jahre zurück schauen. Diese "Grenze" bis zu der wir schauen können ist aber keineswegs eine Art Rand vom Universum. Es ist einfach die Grenze hinter der das Universum undurchsichtig ist. Ein Vergleich wäre eine Wolke die über den Himmel zieht. Bis zur Wolkenoberfläche kann man ungehindert schauen. Man kann aber nicht in die Wolke hinein schauen, denn innerhalb der Wolkenoberfläche ist die Wolke undurchsichtig.
Das Licht, das wir von vor 380000 Jahren (also von der Fläche hinter der das Universum undurchsichtig war) gerade noch empfangen, heißt kosmischer Mikrowellenhintergrund (cosmic microwave background).

Weiterführende Infos findest du z.B. auf https://abenteuer-universum.de/kosmos/urknall1.html.

Die Zeitspanne die man zurückblicken kann (englisch look-back time), kann man allerdings nicht so ganz einfach in eine räumliche Strecke umrechnen. Denn wegen der Expansion verändern sich Längen dauernd. Und dazu kommt noch dass verschiedene Längen-Messmethoden (geometrische Methoden, Methoden mit Hilfe der Lichtlaufzeit, Methoden mit Helligkeitsmessungen, usw.) verschiedene Ergebnisse liefern.

Ich bin mir relativ sicher dass man in alle Richtungen nahezu gleich weit sehen kann (von galaktischer Extinktion durch kalte undurchsichtige Gasnebel mal abgesehen). Es gibt bisher keine Hinweise darauf, dass das Universum auf kosmologischen Längenskalen in verschiedenen Richtungen verschieden aussieht. Alles deutet darauf hin dass das Universum in verschiedenen Richtungen nahezu gleich aussieht. Daran ändert auch die Expansion nichts, denn die findet auch überall gleichermaßen statt. Es gibt keine Richtung oder keine Region, wo die Expansion größer oder kleiner ist als anderswo.

Ich hoffe das klärt deine Frage ein bisschen. Ich weiß allerdings nicht genau was du mit "müsste dann doch eigentlich zum theoretischen "Ende" führen" meinst.

Zusätzlich zum kosmischen Mikrowellenhintergrund gibt es, wie Dip in seinem irreführend und didaktisch katastrophal geschriebenen Post andeutet, noch weitere Horizonte. Horizonte sind generell Flächen hinter die man aus ganz verschiedenen Gründen nicht blicken kann.
Zur Klarstellung auch noch: Der erste Satz in Dips Post war ein Witz. Tatsächlich sind wir nicht in der Mitte des Universums. Und wir haben auch keinerlei Hinweis auf einen Rand jenseits dessen man raus fallen würde.
Der harmonische Oszillator ist die Drosophila der Physiker (Carsten Honerkamp)
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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von Herr5Senf » 5. Jan 2022, 17:48

... belgariath hat es treffend so beschrieben, daß es kein fragender Laie verstehen muß :beer:
Der Urknall ist ein zeitliches Ereignis, wo der "beobachtbare Raum" erst entstanden ist, was machen wir mit dem "Überall". :wn:

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seeker
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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von seeker » 5. Jan 2022, 18:23

ChrisZ hat geschrieben:
3. Jan 2022, 22:35
Bislang konnte man ja ca. 13,8 Mrd Jahre in die Vergangenheit schauen..und hier stell ich mir nun folgende Frage:

Ist dies abhängig davon in welche "Richtung" man eigentlich schaut?
Nein ist es nicht.
Als Ergänzung zu Belgariaths Worten:
Die stärkste Beobachtung dahingehend ist der kosmische Mikrowellenhintergrund (CMB), den wir heute sehen.
Es hat sich herausgestellt, dass der, egal wohin man schaut, überall sehr gleich ausschaut, bin zur 5. Nachkommastelle genau gleich! Abweichungen dort sind also winzig.
Dieser CMB ist das älteste, das wir kennen (momentan sehen können), seine Entstehungszeit liegt weiter zurück als die allerersten Sterne/Galaxien, er stammt aus einer Zeit kurz nach dem Urknall, nur etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall, als das komplette Universum noch nur mit einem Plasma-Gas ausgefüllt war! Das ergeben jedenfalls unsere heute schon sehr ausgreiften Modelle.

https://de.wikipedia.org/wiki/Hintergrundstrahlung

Noch älter wäre der Neutrinohintergund (von nur 2s nach dem Urknall):
https://de.wikipedia.org/wiki/Kosmische ... intergrund

Neutrinos sind nur leider schwer zu messen.
Grüße
seeker


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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von Herr5Senf » 5. Jan 2022, 18:50

... noch älter ist der Gravitationswellenhintergrund :verygood: 0,0...sec nach dem Urknall, Weltall erst groß wie ein Fußball.
https://www.pro-physik.de/nachrichten/u ... -universum aber wie die "alten" Oscillons nachweisen

Grüße Dip

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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von seeker » 5. Jan 2022, 19:09

Stimmt. Den kosmischen Gravitationswellenhintergrund winkelgenau vermessen. Na, das wär doch mal was! :)
Leider wohl noch schwerer zu messen wie die Neutrinos. Das bekommen wir später... aber man wird wohl nicht nachlassen. :)
Grüße
seeker


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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von Frank » 5. Jan 2022, 19:39

seeker hat geschrieben:
5. Jan 2022, 19:09
Stimmt. Den kosmischen Gravitationswellenhintergrund winkelgenau vermessen. Na, das wär doch mal was! :)
Wieso, geht doch?

https://www.youtube.com/watch?v=W4c3WRX_im0
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von Herr5Senf » 5. Jan 2022, 19:39

PS: wenn wir uns das "neue" junge heiße "Universum" so anschaulich als Fußball vorstellen, haben wir intuitiv ein "außerhalb".
Wenn die Oscillons in diesem Fußball als stehende Wellen gerechnet wurden, hat man Randbedingungen und einen "Rand" :o

Aber für uns innerhalb einer "verknüpften" Raumzeit ist dieses "außerhalb" nicht "erreichbar" und bleibt unbestimmt,
ebenso die geläufigen Hilfsfloskeln "Urknall war überall gleichzeitig" oder "anderswo" muß es genauso sein.
Was wir halbwegs wissen: Urknall bum -"Zeit" zeitet - "Wenn" wendet - "Nichts" nichtet - Vakuumzerfall peng
auf ein Neues :peace: Dip

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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von seeker » 6. Jan 2022, 12:34

Einfach ist das nicht Frank, auch noch exakt herauszufinden, aus welcher Richtung eine Gravitationswelle kommt und dann aus allen Daten einen winkelgenauen Globus zu erstellen, wie bei der CMB. Das wird noch dauern.

Aber zu deinem Video passend... das hier hat mir gut gefallen, ist recht neu:

Probleme der Urknall-Theorie • Horizontproblem • Ist Universum homogen? • Kosmologie | Josef Gaßner
https://www.youtube.com/watch?v=xpeErcoHlks

Er macht etwas Mathematik dort, da muss man durch... aber das mit dem Horizontproblem, das ist schon interessant...
Es geht darum, dass es heute Bereiche im Universum gibt, die voneinander kausal getrennt sind, da zu weit voneinander entfernt.
Jetzt könnte man ja meinen, dass diese Bereiche dann ja aber immerhin in der Vergangenheit nicht kausal getrennt waren, da damals näher zusammen, da das Universum damals kleiner war.
Aber dem ist nicht (unbedingt) so! Siehe Video! :sp:

@Herr5Senf:
Darüber hinaus könnte es genausogut sein, dass unser Universum eine Simulation ist und der Admin, dem dieses Programm nicht mehr gefällt, gerade dabei ist auf den Erase-Button zu klicken... Mir kommt das nicht unwahrscheinlicher vor als Auslöschung durch Vakuumzerfall. :mrgreen:
Grüße
seeker


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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von Frank » 7. Jan 2022, 11:03

Das verlinkte Video @Seeker ist wirklich genial und diese Erkenntnisse machen diese Zeit auch so spannend. (Habe ich allerdings schon vor ein paar Tagen angeschaut)
:D
Mit freundlichen Grüßen

Frank

Skeltek
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Re: Blick in die Tiefen des Universum

Beitrag von Skeltek » 14. Jan 2022, 22:38

Wir können ungefähr so weit zurück schauen, wie wann die Dichte des Universums direkt um uns herum so weit abnahm, daß das Licht weitgehend ohne irgendwo hin und her zu prallen durch den Raum gehen konnte.
Man hat die Fluchtgeschwindigkeiten durch Rotverschiebung usw ausgerechnet und kam darauf, daß das Universum um uns herum ca vor 13,8 Milliarden Jahren durchsichtig wurde. Man kennt davon aus, daß das überall gleichzeitig geschah. Bzw durch die Relativität der Raumzeit ist zu erwarten, daß wir geschwindigkeitsmäßig relativ mittig zwischen den uns entfliehenden Masseverteilungen sitzen.
Das ist so in etwa die Kurzversion.
Gödel für Dummies:
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  • Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
  • Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.

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