Milchstraße ist fast so alt wie das Universum

[Bynaus]

@Skymarshall:

zu 1.: Ja, das Universum ist auf grossen Skalen homogen und isotrop.

zu 2.:Was verstehst du genau unter inflationär? Die lokalen Geschwindigkeiten der Galaxien sind völlig egal - die Andromeda-Galaxie bewegt sich auf uns zu, trotz der Ausdehnung des Universums.

zu 3.: Die Abstände vergrössern sich proportional. Das heisst, ein doppelt so grosses Raumstück (genauer dessen Durchmesser) dehnt sich in derselben Zeit um das doppelte aus. Die Ausdehnungsrate ist überall im Universum gleich.

zu 4.: Schön, dann sprechen wir vom selben, und nein, man kann auf einer Ballonoberfläche keinen Mittelpunkt bestimmen, das ist es ja.

@Rhiannon: Eine sehr schöne Skizze! Ja, so könnte man das etwa beschreiben. Man sieht hier, dass es kein Zentrum im Raum geben kann (die Oberfläche hat kein Zentrum), so dass die Expansion in einer höheren Dimension stattfindet - das, was du "nicht-Raum" nennst.

Jetzt ergibt sich aber das Problem, dass das Universum eine flache Geometrie hat. Aber lassen wir das mal erst beiseite, und holen das später nach, wenn alle Fragen hier geklärt sind.

[Skymarshal]

@Skymarshall:

zu 1.: Ja, das Universum ist auf grossen Skalen homogen und isotrop.

Sehr schön!

zu 2.:Was verstehst du genau unter inflationär? Die lokalen Geschwindigkeiten der Galaxien sind völlig egal - die Andromeda-Galaxie bewegt sich auf uns zu, trotz der Ausdehnung des Universums.

Nein, die lokalen Geschwindigkeiten erhöhen sich auf größerwerdene Entfernungen vom Beobachtungspunkt gemessen. Das die Andromeda Galaxie auf uns zukommt liegt wohl eher an der "innerern" Gravitation die von Clustern und Superclustern ausgeht, in denen wir uns befinden.

zu 3.: Die Abstände vergrössern sich proportional. Das heisst, ein doppelt so grosses Raumstück (genauer dessen Durchmesser) dehnt sich in derselben Zeit um das doppelte aus. Die Ausdehnungsrate ist überall im Universum gleich.

Das wiederspricht Punkt 2. Beobachtungen zeigen anderes. Ein kleiner Raumabschnitt vergößert sich langsamer als ein großer. z.B das Beispiel mit 2 Zahlen 8² und 64². Das ist für mich inflationär..........

zu 4.: Schön, dann sprechen wir vom selben, und nein, man kann auf einer Ballonoberfläche keinen Mittelpunkt bestimmen, das ist es ja.

Warum denn nicht? Guck dir doch mal die Pole der Erde an........

Jetzt ergibt sich aber das Problem, dass das Universum eine flache Geometrie hat. Aber lassen wir das mal erst beiseite, und holen das später nach, wenn alle Fragen hier geklärt sind.

Sehe ich genauso...........

[Bynaus]

Nein, die lokalen Geschwindigkeiten erhöhen sich auf größerwerdene Entfernungen vom Beobachtungspunkt gemessen. Das die Andromeda Galaxie auf uns zukommt liegt wohl eher an der "innerern" Gravitation die von Clustern und Superclustern ausgeht, in denen wir uns befinden.

Dann meinen wir nicht das selbe, wenn wir von lokalen Geschwindigkeiten sprechen. Ich meine damit die Eigenbewegung der Galaxie durch den Raum - die ist völlig unabhängig von der Expansion des Universums. Die Expansionsbewegung ist den Eigenbewegungen der Galaxien quasi überlagert.

Das wiederspricht Punkt 2. Beobachtungen zeigen anderes. Ein kleiner Raumabschnitt vergößert sich langsamer als ein großer. z.B das Beispiel mit 2 Zahlen 8² und 64². Das ist für mich inflationär..........

Deshalb hab ich mich ja auf Durchmesser korrigiert. Der Abstand 2a verdoppelt sich in derselben Zeit auf den Abstand 4a, in dem sich der Abstand a zu Abstand 2a verdoppelt. Natürlich vergrössert sich der Raum a^3 kubisch dazu (also verachtfacht er sich). Aber die Strecken vergrössern sich linear.

Warum denn nicht? Guck dir doch mal die Pole der Erde an........

Meinst du das jetzt im Ernst? Die Pole stellen in keiner Weise einen Mittelpunkt dar. Die gibt es bloss, weil die Erde rotiert - würde sie stillstehen, wären sich von allen anderen Punkten nicht zu unterscheiden...

[Rhiannon]

Jetzt ergibt sich aber das Problem, dass das Universum eine flache Geometrie hat. Aber lassen wir das mal erst beiseite, und holen das später nach, wenn alle Fragen hier geklärt sind.

Ich weiß ihr wolltet es beiseite lassen, aber mir ist da doch noch eine Theorie eingefallen die ich loswerden will bevor ich mich für heute und morgen verabschiede. Was, wenn der Urknall nicht nur ein Universum hervorgebracht hat, sondern mehrere?
Das würde natürlich den Begriff als solchen ad absurdum führen, da wir ja dann vom Multiversum sprechen würden, das einen gemeinsamen Ursprung hat.
Nehmen wir einfach die Oberfläche des Ballons, der ja jetzt ein zweidimensionales Universum darstellt und plazieren auf seiner Oberfläche beliebig viele dreidimensionale (flache) "Universen" (wie runde Gelkissen) und passen sie der Form des Ballons an. Dann bekämen die Universen allerdings noch eine leichte Krümmung mit dazu.
Macht das Sinn?

[EREIGNISHORIZONT]

Ich weiß ihr wolltet es beiseite lassen, ...

Ach dann soll das einfach in einem neuen Thread eröffnet werden. Finde diese Diskussion hier total spannend und lese bereits diese abends, bevor ich die Zeitungen lese!!

[Skymarshal]

Dann meinen wir nicht das selbe, wenn wir von lokalen Geschwindigkeiten sprechen. Ich meine damit die Eigenbewegung der Galaxie durch den Raum - die ist völlig unabhängig von der Expansion des Universums. Die Expansionsbewegung ist den Eigenbewegungen der Galaxien quasi überlagert.

Die Geschwindigkeit hat ja nichts mit der Richtung zu tun. Die Galaxien entfernen sich aber nunmal im Ganzen voneinander weg und streben auseinander. Auch wenn es ein paar "Verklumpungen" gibt. Mit der Entfernung steigt auch die lokale Ausbreitungsgeschwindigkeit, wegen der inflationären Raumexpansion.

Deshalb hab ich mich ja auf Durchmesser korrigiert. Der Abstand 2a verdoppelt sich in derselben Zeit auf den Abstand 4a, in dem sich der Abstand a zu Abstand 2a verdoppelt. Natürlich vergrössert sich der Raum a^3 kubisch dazu (also verachtfacht er sich). Aber die Strecken vergrössern sich linear.

Jo, hier sind wir uns wohl einig. Daher müßen die "inneren" Galaxien näher aneinander sein.

Meinst du das jetzt im Ernst? Die Pole stellen in keiner Weise einen Mittelpunkt dar. Die gibt es bloss, weil die Erde rotiert - würde sie stillstehen, wären sich von allen anderen Punkten nicht zu unterscheiden...

Jo. Die Achse. Wohl eher wegen dem Magnetfeld. Aber das ist egal. Geometrisch kann man auf jeder homogenen Oberfläche einen Mittelpunkt bestimmen. Da bleibe ich bei.

Der Linien von Pol A nach Pol B haben alle die selbe Länge. Daher der Mittelpunkt. Aber nur geometrisch!

PS: Auf eine Kugel unterscheiden sich die Punkte nicht. Aber auf eine Kreisfläche. Die Tiefe ist dafür egal. Stell es dir nur in 2 Dimensionen vor.

[EREIGNISHORIZONT]

Kleiner Einwurf und hoffentlich nicht unpassend.

Wurde nicht mal darüber berichtet, dass je näher man den Urknall entgegen blickt, desto geringer wird die Dichte an Galaxien? Mir ist so, als hätte ich da mal was drüber gelesen. Wenn das dieses so ist, dann würde ich nicht verstehen, wie die Galaxien am Anfang näher aneinander lagen.

[Bynaus]

Hä? Zwei gegenüberliegende Punkte (ob Pol oder nicht) auf einer Kugel, nenen wir sie A und B, sind immer durch beliebig viele, gleich lange Strecken verbunden! Jeder Punkt! Wenn die Erde nicht rotieren würde, könntest du nicht sagen, wo der Pol liegt (mal angenommen, es gäbe kein Eis, aber du weisst, was ich meine). Nicht jede homogene Oberfläche hat einen Mittelpunkt! Du kannst das ganze auch nochmals um eine Dimension verkleinern: Such mal die Mitte einer Kreislinie (innerhalb der Kreislinie!) - die lässt sich nicht finden.

Jo, hier sind wir uns wohl einig. Daher müßen die "inneren" Galaxien näher aneinander sein.

Nein, hier machst du einen Denkfehler - es gibt keine inneren Galaxien. Alle breiten sich mit derselben Geschwindigkeit aus. Von JEDER Galaxie aus sieht es so aus, als würden die entfernteren Galaxien immer schneller entschwinden... Sieh dir dazu die folgende "Skizze" an: (x steht für eine Galaxie (x1 für unsere), - für den Raum dazwischen)

X : Urknall
xxx1x : Erste Galaxien
x-x-x1-x : Universum expandiert
x--x--x1--x
x---x---x1---x
x----x----x1----x
x-----x-----x1-----x usw.

Von x1 entfernt sich die Galaxie ganz links mit zwei Einheiten pro Zeitschritt, während die anderen beiden sich mit einer Einheit pro Zeitrschitt entfernen. Je ferner, desto schneller die Geschwindigkeit. Von der Galaxie ganz links aus entfernt sich die zweite mit einer Einheit pro Zeitrschritt, unsere mit zwei Einheiten pro Zeitschritt und die äusserste mit drei Einheiten pro Zeitrschitt. Von jeder Galaxie aus sieht es so aus, als würden alle von ihr flüchten - dies kann nur mit einer Expansion des Raumes erklärt werden. Die Expansion ist immer und überall gleich - es gibt kein Zentrum. Der Raum expandiert als Ganzes.

[FirstBorg]

Aber es gibt noch den Ort wo das ganze begann, aber der Ort an sich wird immer größer, wenn der Raum an sich expandiert.

Und nochmals zum Mittelpunkt. Wieso soll man den Mittelpunkt eines Kreisen, auf der Linie selbst suchen?
Das wär so, als würde man den Mittelpunkt eines Ballons auf der Ballonoberfläche suchen.
Aber das ganze ist ja 3 Dimensional, daher muss der Mittelpunkt, der Ausgangsort der Expansion im Ballon selber drin sein.

[Bynaus]

Und nochmals zum Mittelpunkt. Wieso soll man den Mittelpunkt eines Kreisen, auf der Linie selbst suchen?
Das wär so, als würde man den Mittelpunkt eines Ballons auf der Ballonoberfläche suchen.
Aber das ganze ist ja 3 Dimensional, daher muss der Mittelpunkt, der Ausgangsort der Expansion im Ballon selber drin sein.

Eben - das ist ja das, was ich Skymarshall zu erklären versuche. Es gibt weder einen Mittelpunkt einer Kreislinie auf einem Kreis, noch einen Mittelpunkt einer Kugeloberfläche auf einer Kugel. Ich kann zwar sagen, "ok, dies *aufbeliebigenpunktzeig* ist jetzt der Mittelpunkt" - aber die Wahl ist völlig willkürlich.

[FirstBorg]

Ähm, nein.
Alles was expandiert, hat einen Ursprung.
Ein Ballon hat auch einen räumlichen Mittelpunkt, du kannst nur nicht den Finger drauf halten, weil er IM Ballon ist.
Wenn du Punkte auf dem Ballon hast, entfernen sie sich nicht nur beim Aufblasen von einander, sondern die Punkte werden auch größer.
Und eben der Ursprung des Universums, der Ort an dem der Urknall begann, der wird auch immer größer.

[Bynaus]

Na gut, ich meinte - völlig willkürlich auf der Oberfläche des Ballons. Natürlich gibts einen Mittelpunkt der Expansion - aber der liegt ausserhalb des "Raumes". Dass die Punkte grösser werden, passt nicht so im Vergleich zum Universum. Aber das Ballonmodell ist eben auch nur eine Analogie, keine Homologie.

Den "Ort" an dem der Urknall begann, gibt es nicht in unserem Universum - er ist überall, einfach weil dieser "Ort" sich mittlerweile zu einem Universum mit mindestens 64 Milliarden Lichtjahren Radius aufgebläht hat.

EDIT: Hey, das war das 3000.ste Post. Da muss also schon noch etwas mehr rein!

Bezüglich dem Problem der flachen Geometrie: Man kann sich das expandierende Universum auch "flach" (also ohne Ballon) vorstellen, es erfordert einfach ein bisschen mehr räumliches Vorstellungsvermögen.

Dabei denkt man sich den Raum in viele Kuben aufgeteilt. Für ein Anschauungsbeispiel nehmen wir mal 27 Kuben, die einen grossen Kuben von 3 x 3 x 3 Kubenlängen Kantenlänge bilden. Die Expansion des Universums ist nun nichts anderes als das langsame Anwachsen der Kantenlänge. Beträgt sit im Moment des Urknalls 0 (und der grosse, 27-Kuben-Kubus bildet eine Singularität), wächst sie danach stetig. Die Galaxien denken wir uns mal an den Ecken der Kuben bzw. an den Kreuzungspunkten. Wenn nun das Universum langsam wächst, werden die Kantenlängen grösser und grösser - die Galaxien entfernen sich in alle Richtungen auseinander. Die Masse im Universum wird durch die Expansion selbst im Universum verteilt - der Urknall ist also keine Explosion, welche die Materie ins Universum schleudert, der Urknall ist bloss die Entstehung der Materie zu dem Zeitpunkt, an dem die Kantenlänge 0 beträgt - dananch dehnt sich das ganze stetig aus.

Der 27-Kuben-Kubus wächst hier mit einer Geschwindigkeit von (Kantenlängenveränderung / Zeit) ^3. Eine Beschleunigte Expansion bedeutet, dass die Kantenlängenveränderung pro Zeit (die "Kantenlängenveränderungsgeschwindigkeit", was für ein Wort) mit der Zeit zunimmt.

Diese Expansion hat KEIN Zentrum - auch wenn es in unserem Modell hier zunächst so aussieht. Denn der Kubus, der in der Mitte des grossen Kubus steckt, könnte sich ja als Zentrum betrachten.
Hier muss man einfach sehen, dass es "in Wirklichkeit" einfach unendliche viele Kuben in alle Richtungen gibt - sobald die Kantenlänge nicht mehr Null ist, wird das Universum so quasi unendlich gross. (Wir müssen also unser erstes Modell von den 27 Kuben vergessen und nun von unendlich vielen Kuben ausgehen) Die unendlich vielen Kuben folgen eben daraus, dass das Universum eine flache Geometrie besitzt - wäre sie gekrümmt, könnte man sagen, gut, wenn man den Kuben sehr lange in eine Richtung folgt, kommt man irgendwann wieder zurück - und das Universum wäre geschlossen. Zur Zeit sieht es aber so aus, dass das Universum flach ist - und damit letztlich unendlich. Die meisten Kosmologen gehen aber davon aus, dass es nicht wirklich flach ist, sondern bloss geringer gekrümmt als derzeit messbar.

In einem unendlichen Gitter aus unendliche vielen Kuben gibts eben keinen Mittelpunkt - von jedem Punkt aus sieht es so aus, als würden alle Galaxien vor dem Punkt fliehen. Wenn das Universum tatsächlich nicht flach sein sollte, gibt es einen Punkt, von dem aus sich das Universum ausdehnt - doch er liegt auf jeden Fall nicht innerhalb des Universums.

Ich hoffe, das war jetzt verständlich.

Haha! Super! HIER findet sich das ganze nochmals, auf englisch, animiert, sehr gut erklärt.

[FirstBorg]

Wo hast du denn die 64 her?
Selbst auf der Nasa seite steht das es ungefähr 10 Milliarden Lichtjahre sind...

[Bynaus]

Es sind mindestens 13.8 - so alt ist das Universum schliesslich. Es gibt einen Thread hierzu, ich such ihn mal, da gabs eine Rechnung.

EDIT: Finde den Thread gerade nicht. Aber die Frage nach der Grösse des Universums ist ohnehin nicht relevant, da wir 1. nie weiter als die 13.7 Milliarden Lichtjahre blicken können, das heisst, unser sichtbares Universum wird immer eine Kugel mit 13.7 Milliarden Lichtjahren Radius sein, und 2. jede Grösse über diesen 13.7 Milliarden Lichtjahren praktisch gleichbedeutend mit unendlich ist - die Konsequenzen sind die selben und es kann nie unterschieden werden. Verschiedene Modelle des Urknalls geben verschiedene gegenwärtige Durchmesser zurück, das Inflationsmodell z.B. eben diese 64 GLJ. Aber wie schon im obigen Post erklärt, könnte das Universum genau so gut unendlich sein. Es kommt nicht wirklich drauf an.

[FirstBorg]

Zu deinem Edit mit den Kuben.
Wenn du diese Kuben hast, kannst du nicht einfach sagen, es gibt jetzt statt 27, unendlich viele Kuben.
Denn der Raum für die vorhanden Materie ist immernoch begrenzt.
Was du aber machen kannst, ist die Materie zusammenzupressen, und die Dichte erhöhen, so kriegst du mehr Materie auf einen Raum unter.
Ich stimme dir zu, das wenn man so ein winzig kleiner Kubus ist, und KEINEN Bezugspunkt hat, man kein Zentrum findet.
Allerdings kann man als Außenstehender, das Zentrum des Gesammtsystems finden.