Überlichtgeschwindigkeit

[Dannyboy]

Der Radius des sichtbaren Universums wird von ernstzunehmenden Nachschlagewerken eher mit 15 Milliarden +/- ein paar Lichtjahre angegeben. Das ergäbe dann einen Durchmesser von ca. 30 Milliarden Lichtjahren.

Kommt immer darauf an, wie man es betrachtet. Wenn du ein Objekt in 13. GLY (Milliarden Lichtjahre) Entfernung betrachtest, dann hat das Licht eben 13 Mia. jahre zu uns benötigt. In der Zwischenzeit hat sich das Objekt aber weiter von der Position entfernt, von dem der Lichtstrahl einst ausgegangen ist. Damit ist es "gegenwärtig" noch weiter entfernt, als es erscheint.

("gegenwärtig" ist Anführungszeichen, weil man schon zwischen Alltagsverständnis von Gegenwart und relativistischen verständnis der Gleichzeitigkeit zu unterscheiden hat.)

[Liopleurodon]

Kommt immer darauf an, wie man es betrachtet. Wenn du ein Objekt in 13. GLY (Milliarden Lichtjahre) Entfernung betrachtest, dann hat das Licht eben 13 Mia. jahre zu uns benötigt. In der Zwischenzeit hat sich das Objekt aber weiter von der Position entfernt, von dem der Lichtstrahl einst ausgegangen ist. Damit ist es "gegenwärtig" noch weiter entfernt, als es erscheint.

("gegenwärtig" ist Anführungszeichen, weil man schon zwischen Alltagsverständnis von Gegenwart und relativistischen verständnis der Gleichzeitigkeit zu unterscheiden hat.)

Ich meinte ausdrücklich das sichtbare Universum. Wie diese Regionen und Objekte heute aussehen wissen wir nicht. Wir können also nur das sichtbare Universum betrachten und beobachten. Was sich dahinter verbirgt liegt hinter unserem relativen Beobachtungshorizont. Spekulationen darüber sind genau solche; mehr Fiction als Science.

[Halman]

Der Radius des sichtbaren Universums wird von ernstzunehmenden Nachschlagewerken eher mit 15 Milliarden +/- ein paar Lichtjahre angegeben. Das ergäbe dann einen Durchmesser von ca. 30 Milliarden Lichtjahren.

Das mag ja so in populärwissenschaftliche Werken stehen, aber ich vertraue da mehr den fachlich fundierten Postings von Agent Scullie.

Ich meinte ausdrücklich das sichtbare Universum. Wie diese Regionen und Objekte heute aussehen wissen wir nicht. Wir können also nur das sichtbare Universum betrachten und beobachten. Was sich dahinter verbirgt liegt hinter unserem relativen Beobachtungshorizont. Spekulationen darüber sind genau solche; mehr Fiction als Science.

Nun, mir erscheint es logisch, davon auszugehen, dass dieser Beobachtungshorizont nicht die "Grenze" des Universums bildet. Wenn dort also kein "Rand" existiert, so sollte das Universum dahinter weitergehen.
Meines Wissen passen die Werte für leuchtende baryonische Materie (4%), nicht-baryonischer Dunkler Materie (23%) und Dunkler Energie (73%) zu einem flachen Universum, dessen Geometrie weder offen noch geschlossen ist und somit unendlich sein sollte.

[Liopleurodon]

Das mag ja so in populärwissenschaftliche Werken stehen, aber ich vertraue da mehr den fachlich fundierten Postings von Agent Scullie.

Astronomische Standardliteratur würde ich nicht als "populärwissenschaftlich" bezeichnen. Auch sonst wird in Fachartikeln immer von "known universe" und "visible universe" gesprochen. Das ist der Bereich, den man tatsächlich messen und über den man Aussagen machen kann.

Nun, mir erscheint es logisch, davon auszugehen, dass dieser Beobachtungshorizont nicht die "Grenze" des Universums bildet. Wenn dort also kein "Rand" existiert, so sollte das Universum dahinter weitergehen.

Diesen Denkfehler lese ich oft. Es ist allerdings nicht ganz korrekt, das Universum alleine in 3 Dimensionen zu betrachten. Es dürfte eher eine höherdimensionale Struktur haben (z.B. eine Hyperkugel). Bewegst Du Dich in solch einem Raum in absolut gerader Linie vorwärts, so kommst Du irgendwann an Deinem Ausgangspunkt wieder an und bist nie auf so etwas wie eine Grenze oder einen Rand gestoßen.

Übrigens verfolgen einige Astronomen mit den Tiefraumteleskopen genau dieses Ziel: an zwei entgegen gesetzten Punkten des Himmels Licht von ein und demselben Objekt zu finden.

[Apeiron]

Das einzige relativ seriöse Wissenschaftsmagazin ist "Quarks&Co" auf WDR oder "Aus Forschung und Technik" auf ZDF.

Und nano ist nicht seriös?

[Halman]

Ist das Universum unendlich?

Astronomische Standardliteratur würde ich nicht als "populärwissenschaftlich" bezeichnen. Auch sonst wird in Fachartikeln immer von "known universe" und "visible universe" gesprochen. Das ist der Bereich, den man tatsächlich messen und über den man Aussagen machen kann.

Sicher hast Du recht, dass wir nur über das sichtbare Universum astronomische Aussagen tätigen können. Für kosmologische Modelle muss man aber darüber hinaus gehen.

Sofern es sich bei der von Dir angeführten astronomischen Standartliteratur nicht um Populärwissenschaft handelt, sondern um Fachliteratur, dann sollte diese auch inhaltlich mit dieser fachlichen fundierten Argumentation übereinstimmen.

Diesen Denkfehler lese ich oft. Es ist allerdings nicht ganz korrekt, das Universum alleine in 3 Dimensionen zu betrachten. Es dürfte eher eine höherdimensionale Struktur haben (z.B. eine Hyperkugel). Bewegst Du Dich in solch einem Raum in absolut gerader Linie vorwärts, so kommst Du irgendwann an Deinem Ausgangspunkt wieder an und bist nie auf so etwas wie eine Grenze oder einen Rand gestoßen.

Sofern der Raum zu einer Hyperkugel gekrümmt ist. Allerdings gehe ich bei einem unendlichen Universum von einem euklidischen Raum aus. Ein flacher Raum wäre ja nicht in sich gekrümmt und hätte bei endlicher Ausdehung einen "Rand".

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Dies erinnert mich an eine Diskussion, welche Bynaus mit mir über dieses interessante Thema als Randdiskussion führte. In der Hoffnung, dass es Dich interessiert, habe ich mal die mMn relevanten Postingsteile rausgesucht:

Diesen verlinken Beitrag von Agent Scullie verstehe ich aber so, dass unser Universum eine endliche Größe hat.

http://www.scifi-forum.de/off-topic/off-topic-allgemein/technik-wissenschaft/62457-kleiner-blauer-punkt-unserem-universum.html#post2306987

Das erscheint mir auch logisch, wenn man davon ausgeht, dass es sich von einer winzigen Größe (ich gehe nicht unbedingt von einer Anfangssingularität aus) zu Beginn bis heute ausdehnte. In 13,8 Milliarden Jahren kann es doch keine unendliche Ausdehung erreicht haben, oder? Wie ist denn eine Kosmologie eines unendlichen Univesum mit dem endlichen Alter vereinbar?

Agent Scullie berechnet da nur die Grösse des sichtbaren Universums. Das kann ein unendlich kleiner Ausschnitt des tatsächlichen Universums sein. Du hast doch sicher schon vom "Ballonmodell" gehört? Da stellt man sich vor, das Universum sei ein Ballon, und alle Galaxien befänden sich auf der Ballonoberfläche (dh, die Dimensionen sind um eins reduziert), und entfernen sich voneinander, während der Ballon langsam aufgeblasen wird. Man kann nun, selbst wenn wir als Ballonoberflächenbewohner die dritte Dimension nicht sehen, versuchen, die "Krümmung" der Oberfläche durch die Vermessung sehr grosser Dreiecke (in diesem Fall: mit Schenkellängen von vielen Lichtjahren) zu vermessen. Die bisherigen Messungen sind damit verträglich, dass der Ballon einen Radius von mindestens hundert Milliarden Lichtjahren hat - nach oben offen, dh, auch eine total flache Oberfläche (=ein unendlich grosser Ballon) ist mit den Beobachtungen verträglich.

Zitat von Halman:
In 13,8 Milliarden Jahren kann es doch keine unendliche Ausdehung erreicht haben, oder?

Deshalb war es eben schon immer unendlich gross. Es ist vermutlich ein Fehler, sich vorzustellen, das "gesamte" Universum sei in einem Punkt sehr grosser Dichte konzentriert gewesen - es ist bloss das sichtbare Universum, das so kompakt war. Der Teil des Universums, den wir nicht sehen können (jenseits des sichtbaren Universums), könnte genauso kompakt gewesen sein - "gleich nebenan". Und das in alle Richtungen, bis in die Unendlichkeit.

Zitat von Bynaus:
Die bisherigen Messungen sind damit verträglich, dass der Ballon einen Radius von mindestens hundert Milliarden Lichtjahren hat - nach oben offen, dh, auch eine total flache Oberfläche (=ein unendlich grosser Ballon) ist mit den Beobachtungen verträglich.

Muss ich also davon ausgehen, dass die von Agent Scullie angegebenden 41,4 Mrd. Lj nur einen Ausschnitt des Universums darstellt, wenn man weiterhin von einer Hyperkugel ausgeht?

http://www.scifi-forum.de/off-topic/off-topic-allgemein/technik-wissenschaft/62457-kleiner-blauer-punkt-unserem-universum.html#post2306987

Oder trifft diese Schlussfolgerung auch zu, wenn man von einem euklidischen Raum ausgeht? Dieser könnte doch 41,4 Mrd. Lj. groß und flach sein und somit begrenzt und dennoch mit der geometrischen Beobachtung übereinstimmen. Oder muss ein flacher Raum unbegrenzt sein?
Oder ist der Begriff Hyperkugel schlecht gewählt? Ich gehe von einer inneren Krümmung der Raumzeit aus, verzichte also auf eine Einbettungsdimension.

Zitat von Bynaus:
Deshalb war es eben schon immer unendlich gross. Es ist vermutlich ein Fehler, sich vorzustellen, das "gesamte" Universum sei in einem Punkt sehr grosser Dichte konzentriert gewesen - es ist bloss das sichtbare Universum, das so kompakt war. Der Teil des Universums, den wir nicht sehen können (jenseits des sichtbaren Universums), könnte genauso kompakt gewesen sein - "gleich nebenan". Und das in alle Richtungen, bis in die Unendlichkeit.

Das klingt für mich nach ganz vielen "Universen". Also wäre dass, was wir Universum nennen, nur eine weitere Stuktur, ein Teil des Universum, so wie Supergalaxinhaufen ein Teil des beobachtbaren Universums sind.
Wie gesichert sind diese kosmologischen Erkenntnisse? Gerade habe ich das Buch Gravitation und Raumzeit (1992) von John A. Wheeler vorliegen. Ganz am Ende geht es um die Kosmolgie des Universums. Mein Eindruck ist, dass die heutige Kosmologie sich doch schon merklich von jener vor zwanzig Jahren unterscheidet. Ist es möglich zu erahnen, wie die Kosmologie in zwanzig Jahren aussehen könnte?

Zitat von Halman:
Dieser könnte doch 41,4 Mrd. Lj. groß und flach sein und somit begrenzt und dennoch mit der geometrischen Beobachtung übereinstimmen.

Also eine 3D-Kugel mit exakt 41.4 Mrd LJ Radius? Warum befinden wir uns dann exakt in der Mitte? Das ist extremst unwahrscheinlich. Wir würden in diesem Fall erwarten, uns etwas abseits der Mitte zu befinden, dh, in eine Richtung würden wir eben jenen "Rand" sehen, den du um deine begrenzte, flache Kugel haben musst. Wenn du deine Kugel aber grösser als das sichtbare Universum machst, kannst du sie auch gleich unendlich gross machen, es kommt auf das selbe raus.

Zitat von Halman:
Oder muss ein flacher Raum unbegrenzt sein?

Ein unbegrenzter und flacher Raum ist unendlich gross, ja.

Zitat von Halman:
Das klingt für mich nach ganz vielen "Universen". Also wäre dass, was wir Universum nennen, nur eine weitere Stuktur, ein Teil des Universum, so wie Supergalaxinhaufen ein Teil des beobachtbaren Universums sind.

Es kommt halt drauf an, was man mit "Universum" meint. Eigentlich gibt es ja nur ein Universum - und das umfasst, dem Namen nach, alles was es gibt. Das SICHTBARE Universum hingegen ist der Bereich des Universums, den wir einsehen können, eben die nächsten 41.4 Mrd LJ in alle Richtungen. Dies ist jedoch nur ein kleiner Bruchteil des tatsächlichen Universums. Die Frage, ob das Universum jenseits des sichtbaren endlich oder unendlich gross ist, können wir nicht beantworten. Hätte der Raum eine messbare Krümmung, könnten wir - hat er aber nicht. Wir wissen nicht, wie gross das Universum ist, es könnte auch unendlich gross sein. Mehr können wir darüber aber nicht sagen, und wir werden es wohl auch nie können, zumindest so lange wir nicht ausschliessen können, dass das Universum eine flache Geometrie hat.

Zitat von Bynaus:
Also eine 3D-Kugel mit exakt 41.4 Mrd LJ Radius? Warum befinden wir uns dann exakt in der Mitte? Das ist extremst unwahrscheinlich. Wir würden in diesem Fall erwarten, uns etwas abseits der Mitte zu befinden, dh, in eine Richtung würden wir eben jenen "Rand" sehen, den du um deine begrenzte, flache Kugel haben musst. Wenn du deine Kugel aber grösser als das sichtbare Universum machst, kannst du sie auch gleich unendlich gross machen, es kommt auf das selbe raus.

Mit dem Begriff Hyperkugel wollte ich eigentlich auf eine raumzeitliche 4D-Kugel hinaus, die ohne Einbettungsdimension über die riemanische Krümmung in sich geschlossen ist. In so einer Kugel wäre doch jeder Punkt ein "Mittelpunkt", um dem sich der Raum mit 41,4 Mrd LJ Radius erstreckt, oder irre ich mich da?

Und wenn der Raum unendlich ist, wieso dehnt er sich dann aus? Wie erklärt sich dann die Abstandszunahme zwischen den Galaxienhaufen? Oder sehe ich eine Unvereinbarkeit, wo in Wirklichkeit keine existiert?

Zitat von Bynaus:
Ein unbegrenzter und flacher Raum ist unendlich gross, ja.

Wenn das Universum also endlich ist, muss es gekrümmt sein, oder eben flach und unendlich. Hängt es damit zusammen, dass es keinen "Rand" des Raumes geben darf? Wenn dem so ist, warum?

Zitat von Halman:
In so einer Kugel wäre doch jeder Punkt ein "Mittelpunkt", um dem sich der Raum mit 41,4 Mrd LJ Radius erstreckt, oder irre ich mich da?

Nein, das ist die klassische Hyperkugel. Aber ein solcher Raum ist eben nicht flach. Wenn es sich mit dem Universum so verhält, muss es einen Radius von mindestens ~100 Mrd LJ haben, um mit den Beobachtungen verträglich zu sein (einen Krümmungsradius kann man natürlich auch ohne höhere Einbettungsdimension festlegen). Aber es kann auch wesentlich mehr sein, inklusive unendlich. Wir wissen es nicht.

Zitat von Halman:
Und wenn der Raum unendlich ist, wieso dehnt er sich dann aus? Wie erklärt sich dann die Abstandszunahme zwischen den Galaxienhaufen? Oder sehe ich eine Unvereinbarkeit, wo in Wirklichkeit keine existiert

Letzteres, ja. Auch etwas was unendlich ist, kann sich ausdehnen (kennst du Hilberts Hotel?). Es könnte, wenn dir das hilft, ja aber auch so sein, dass sich nicht das ganze Universum (aber sehr wohl das ganze sichtbare Universum) ausdehnt. Andere Teile könnten stagnieren oder sich zusammenziehen - wir wissen es einfach nicht, weil es jenseits des Beobachtungshorizontes liegt.

Zitat von Halman:
Wenn das Universum also endlich ist, muss es gekrümmt sein, oder eben flach und unendlich. Hängt es damit zusammen, dass es keinen "Rand" des Raumes geben darf? Wenn dem so ist, warum?

Nun: sehen wir denn einen Rand? Oder gibt es eine Art Gradienten (irgendwelcher Art - Temperatur, Dichte, etc...) im Universum, der darauf hindeuten könnte, in welche Richtung wir einen Rand zu vermuten hätten? Beides muss man mit Nein beantworten. Das Universum ist nahezu isotrop (=in alle Richtungen gleich).

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Übrigens verfolgen einige Astronomen mit den Tiefraumteleskopen genau dieses Ziel: an zwei entgegen gesetzten Punkten des Himmels Licht von ein und demselben Objekt zu finden.

Natürlich wird dies geprüft. Laut Bynaus deutet die Beobachtung aber auf einen Universum hin, welches mindestens 100 Milliarden Lichtjahre groß ist und möglicherweise eine verschwindene Krümmung aufweist. In dem Fall wäre es der Logik zufolge unendlich.
Aber selbst, wenn es gekrümmt ist, sehe ich keinen zwingenden Grund, von einer höheren Einbettungsdimension auszugehen (auch, wenn ich diese nicht kategorisch auschließe). Darauf kann man nämlich verzichten, wenn man von einer inneren Krümmung der Raumzeit ausgeht (was freilich nichts daran ändert, dass man theoretisch wieder am Ausgangspunkt zurückkehren würde, würde die beschleunigte Expansion des Raumes dies nicht auschließen).

BTW, stimmen bereits zwei Physiker hier im Forum darin überein, dass das sichtbare Universum 92,8 Mrd. Lj. umfasst.

[Uriel Ventris]

Was meint man mit dem Standardmodell genau?

[Halman]

Was meint man mit dem Standardmodell genau?

Dannyboy oder Agent Scullie können diese Frage natürlich viel besser beantworten, da es sich bei dem Standartmodell m. W. um eine Quantenfeldtheorie handelt und dies übersteigt bei weiten mein bescheidenes Wissen.
Ferner meint man mit dem Standardmodell in der Kosmologie auch die gängige Urknalltheorie.

Ich habe mal zwei links rausgesucht, die das allgemein anerkannte Standardmodell der Teilchenphysik recht übersichtlich und kurz beschreiben.

• http://www.uni-magdeburg.de/exph/bio...dardmodell.pdf
• Das Standard Modell

[horstfx]

Der Warp Antrieb scheint immer weniger utopisch zu werden. Zumindest scheint man bei der NASA immer mehr der Meinung zu sein es lohne sich in dieses Konzept zu investieren.

Raumfahrt: Nasa-Wissenschaftler hlt Warp-Antrieb fr machbar - Golem.de


Sollte man die Technologie eines Tages wirklich entwickeln können, wäre das mit Sicherheit die größte technologische Errungenschaft der Menschheitsgeschichte.

[Liopleurodon]

Der Warp Antrieb scheint immer weniger utopisch zu werden. Zumindest scheint man bei der NASA immer mehr der Meinung zu sein es lohne sich in dieses Konzept zu investieren.

Raumfahrt: Nasa-Wissenschaftler hlt Warp-Antrieb fr machbar - Golem.de


Sollte man die Technologie eines Tages wirklich entwickeln können, wäre das mit Sicherheit die größte technologische Errungenschaft der Menschheitsgeschichte.

Es soll ja auch Wissenschaftler geben, die um Gelder für ein bestimmtes Projekt werben, obwohl sie ganz genau wissen, dass es unmöglich umzusetzen ist. Stattdessen werden die Gelder dann für andere Vorhaben verwendet (für die man aber wahrscheinlich gar kein Geld bekommen hätte).

Für mich ist der War-Antrieb noch nicht über das Stadium eines modernen, technischen Märchens hinaus gewachsen.

[Rarehero]

Na ja, das ist jetzt nicht so spektakulär, wie es dargestellt wird. Dass ein Warp-Antrieb auch mit extrem wenig exotischer Materie betrieben werden könnte ist schon lange bekannt. Das eigentliche Problem ist die exotische Materie. Was ist das? Woraus besteht es? Wie produziert man es? Bis nicht irgendjemand vermeldet, einen Weg gefunden zu haben, Materie mit beliebigen Eigenschaften prouzieren zu können, ist das ganze eigentlich nicht mehr ein Hirngespinst. Alcubierre hat einfach ein "Irgendetwas" eingeführt, das genau die Eigenschaften hat, die er benötigte, um eine Warp-Blase herbei zu rechnen.

Und selbst wenn wir Materie mit beliebigen Eigenschaften erzeugen könnten, wüssten wir noch lange nicht, wie eine Raumblase zu erzeugen und zu kontrollieren ist, und wenn es ganz blöd kommt, wird alles in der Warpblase zerstrahlt, sobald sie sich bewegt, und eine Gammastrahlen-Schockwelle in Flugrichtung erzeugt. Kurzum, der Artikel erzählt im Grunde nichts Neues und der Lösung der eigentlichen und wahrscheinlich unüberwindlichen Probleme sind wir keinen Schritt nähe gekommen. Ich will damit nicht sagen, dass man die Forschung einstellen sollte, aber ich sehe auch keinen Grund, um aus dem Häuschen zu sein.

P.S.: Der NASA drohen seit Freitag wohl die nächsten Budgetkürzungen. Zufall, dass vier Tage später eine solche publikumswirksame aber eigentlich inhaltsleere Publikation ihre Runden macht?

[Liopleurodon]

P.S.: Der NASA drohen seit Freitag wohl die nächsten Budgetkürzungen. Zufall, dass vier Tage später eine solche publikumswirksame aber eigentlich inhaltsleere Publikation ihre Runden macht?

Also ein wenig Märchenstunde um die eigenen Gelder zu retten...

Was ich für bezeichnend ansehe ist, dass bisher alle Beobachtungen oder Messungen zum Thema überlichtschnelle Bewegung wieder zurück genommen werden mussten. Mal waren falsche Entfernungsmessungen die Ursache (bei den angeblich überlichtschnellen Partikeljets von Quasaren), mal waren es Gerätefehler oder es sind Leute über die Komplexität ihrer eigenen Theorien gestolpert. Aber noch nie war etwas wirklich Handfestes darunter.

[Thomas W. Riker]

NASA Mitarbeiter bei JPL und dann ein Text bei space.com
Da verwechselt wohl jemand Science und Science Fiction!

Da könnte auch EvD versuchen, Professor in Archäologie zu werden.

[xanrof]

Der NASA drohen seit Freitag wohl die nächsten Budgetkürzungen. Zufall, dass vier Tage später eine solche publikumswirksame aber eigentlich inhaltsleere Publikation ihre Runden macht?

Ich denke, dass das tatsaechlich Zufall ist.
Einen Artikel (ob nun streng wissenschaftlich oder populaer-wissenschaftlich) schickt man nicht eben mal zum Verlag, der das Ganze dann einen Tag spaeter druckt und versendet.

Mit Korrekturlesen und den ganzen redaktionellen Sachen dauert das i.d.R. Wochen. Da gibt es oft viele unvorhergesehene Dinge, die geaendert werden muessen. Einen bestimmten Termin zur Veroeffentlichung bereits Wochen vorher festzulegen und einzuhalten, ist schwierig. Als Autor erfaehrt man den Termin erst, wenn die ganze redaktionelle Arbeit getan ist.

Das gilt auch fuer Online-Angebote wie space.com. Auch die haben ne "Redaktion".

[irony]

Ich denke, dass das tatsaechlich Zufall ist.

Das zeitliche Zusammentreffen ist Zufall. Budgetkürzungen drohen aber immer, und deshalb wird auch nach jedem Strohhalm gegriffen, um Kürzungen zu verhindern. Ob das nun Bilder vom Mars sind, Warpantriebe, die plötzlich machbar sind, Supercomputer auf dem Mond, oder was auch immer.