Ich habe eine wissnschaftliche Frage. Da ja meine Leser deutlich schlauer sind als ich, dachte ich mir ich frage mal. Das hat zwar nicht viel zu heissen, aber ich habe Hoffnung! 🙂
Wie gross ist das Universum? Nach laengerem Internetschnorcheln finde ich einige Infos. Das ‘sichtbare’ Universum hat eine Groesse und dann gibt es noch ‘das restliche Universum’. Aber das ist garnicht meine Frage.
Nun ist aber das ‘sichtbare’ Universum schon groesser als ~14Milliarden LJ und das restliche noch groesser.
Nun nehmen wir an:
a) dass es einen Urknall gab
b) dass sich nach Albert nichts schneller bewegt als die Lichtgeschwindigkeit
c) das Universum ~14 Milliarden LJ alt ist
Meine Frage: wie kann das Universum groesser sein als die maximale Strecke die seit der Entstehung des Universums zurueckgelegt worden sein kann? Was fehlt hier? Ist es die fortwaehrende Ausdehnung des Universums? Aber wuerde das nicht bedeuten, dass sich Materie und Strahlung de facto schneller als Lichtgeschwindigkeit bewegt?
ps: keine Trickfrage sondern offene Frage nach zu Viel Lesch Konsum! 🙂
1. Die Größe des von Materie/Energie eingenommenen Universums lässt sich nach unserem heutigen Wissensstand (Einstein, Relativ_und_so etc.) recht einfach ermitteln: Geschätzter Urknall-Zeitpunkt x Zeit x C. Mas o menos wir haben ja noch nicht mal das Datum genau… 🙂
2. Unklar und völliger Spekulation überlassen ist, was dieser leere Raum ist, in den sich das “von Materie bewohnte” Universum immer noch konstant ausdehnt. Da sich das aber schon alleine aus grundsätzlichen Überlegungen für uns nie erschließen lässt, ist das von der selben Relevanz, wie “Was war vor dem Urknall?” oder “Was geschieht in einem schwarzen Loch?”.
Das liegt einfach außerhalb unseres Ereignishorizonts* und ist deshalb für uns, es schmerzt meine Forscherseele, aber es scheint die bittere Wahrheit zu sein, wahrscheinlich für alle Zeiten schlicht irrelevant.
*http://de.wikipedia.org/wiki/Ereignishorizont
BTW siehe auch. “Lichtkegel” sehr interessant in dem Zusammenhang!
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtkegel
Das Datum des Urknalls kennt man nicht genau, wurde aber mit Hubble und Gravitationslinsen relativ genau bestimmt: 13.75 Mrd. Jahre +170 Mio. bzw. -150 Mio Jahre. Wobei allerdings dann die Urknalltheorie stimmen muss, was nicht gesichert ist, da für t=0 unsere Physik noch nicht gültig ist. :-/
Und das es ein “restliches” Universum geben könnte hängt vielleicht mit der “Sichtbarkeit” ab. Wir können nur Dinge messen, die uns auch erreichen können. Und das liegt alles innerhalb der obigen Entfernungen (t x c).
Der Widerspruch zwischen Alter des Universums, Ausdehnung des sichtbaren Universums und der Relativität scheint sich dadurch aufzulösen, das der Raum größer wird, und nicht die Sterne/Galaxien “von der Mitte wegfliegen”
Wenn man zwei Punke auf einen Luftballon malt und den dann aufpustet, sieht man, was gemeint ist. Die Punkte entfernen sich voneinander, ohne dass ich einer im klasischen Sinne “bewegt”
Na ja, das ist eine philosophische Frage, keine physikalische, siehe (1).
Ich kann den seit dem Urknall mit Materie/Energie “besiedelten” Raum als Universum definieren. Danach wächst das Universum beständig im Sinne deines Luftballon Vergleichs.
Es hätte dann aber auch eine definierte Grenze, die sich aber uns Menschen prinzipiell nicht erschließen kann (siehe wieder (1)). Diese Definition ist für viele die pragmatischere, es ist aber nicht die einzig denkbare.
Ich kann nämlich auch definieren, das die “Welt” ein (evt. unendlich) großer Raum ist, in den unser Universum hinein expandiert. Der Luftballon Vergleich träfe dann auf das bereits eingenommene Volumen zu, nicht aber auf den Gesamtraum. Wie gesagt, aufgrund von (1) alles reine Gedankenspiele.
Ich kann nur jedem empfehlen, sich das ganze mal vor Ort anzusehen. Das Werkzeug dazu gibt es hier: http://www.shatters.net/celestia/
(1) Weil eben der Ereignishorizont s.o. jedes Nachdenken darüber zur Spekulation macht, und auch irrelevant.
Wunderbar! Vielen Dank euch allen, das waren exzellente Antworten und weiterfuehrende links.
Im Speziellen:
@Stefan: Ich bin total ok damit, mich auf unser Universum zu beschraenken. Die Idee das erst der Urknall ueberhaupt raum und zeit erzeugt hat, und das es kein ‘aussen’ gibt, reicht mir! 🙂 es ist immer noch gross genug. Ob es nun multiversen, nichts oder ein alienbahnhofschliessfach ist kann ich guten gewissens ignorieren.
@stefan&@Rural: ja, aber es ist ja eben nicht t x c, weil das waere ja maximal eine kugel mit radius 14mrd lichtjahre, aber es ist groesser!
@Senke: ah ja, ‘ich kaufe das’ 🙂 Wobei ich ja den Teig mit Rosinen bevorzuge! (hmmm, Kuchen)
Also scheint die antwort zu sein dass zwar materie und energie nur max 14mrd LJ zurueckgelegt haben kann, der Raum sich aber im gleichen zeitraum noch ausgedehnt hat und damit die 14mrd LJ gestreckt hat. ergo, keine verletzung von alberts prinzipien.
vielen dank, das Internet hat mal wieder delivered! 🙂
Da stellt sich noch die Frage, was man sieht, wenn man mit einem Monster-Teleskop Licht aus 14 Mrd LJ Entfernung einfängt? Müsste man dann nicht den Urknall “live” sehen können?
zwei seiten: zum einen ist es kein licht mehr, durch die rotverschiebung. aber doch strahlung. Aber man kann nur bis ca 300K-Jahre an den BigBang ran, weil davor die temperatur so hoch war, dass alles ein Plasma war und keine photonen ‘rauskamen’. erst 300K Jahre AB (ante bang 😉 ) hatte es sich genug abgekuehlt, dass man tatsaechlich photonen beobachten kann. es gibt natuerlich andere strahlung (und neutronen) von frueher, aber nichts sichtbares. leider.
Schöner Beitrag und interessante Kommentare!