Ein kleiner blauer Punkt in unserem Universum

[EREIGNISHORIZONT]

so oberflächlich wie der Artikel gehalten ist, kann man davon ausgehen, dass die Entfernungsangabe von 13 Mrd. Lichtjahren einfach daher rührt, dass die Lichtlaufzeit 13 Mrd. Jahre betrug, und man nicht auf die Problematik der Entfernungsbestimmung eingehen wollte.

da werden noch nicht einmal Entfernugnsangaben gemacht.

Bis heute habe ich nich nichts von einer Problematik gewusst. Ich habe dieses übrigens nicht gepostet, um irgendwas zu widerlegen. Hab da viel zu wenig Ahnung davon und für einen wie mich reichen die Artikel auf Spiegel Online vollends aus.

[Agent Scullie]

Gut und richtig, aber defakto wurde bisher keine Galaxie beobachtet, deren Entfernung größer als 14 Mrd Lichtjahre ist. Die Entfernung wurde über Rotverschiebung der Strahlung und der Hubble-Konstante bestimmt.

dazu müsste man erst einmal eine Beziehung zwischen der Rotverschiebung und der Entfernung kennen. Diese ist aber keineswegs trivial. Die Rotverschiebung gibt erstmal nur an, um welchen Faktor des Universum seit der Lichtaussendung expandiert ist. Um davon ausgehend auf die Entfernung zu schließen, muss man ein Modell für die Dynamik der Expansion zugrundelegen, d.h. darüber, wie sich der Skalenfaktor in der Vergangenheit mit der Zeit entwickelt hat.

Zuweilen rechnet man einfach so, als würde die kosmologische Rotverschiebung entsprechend der Doppler-Formel von der Fluchtgeschwindigkeit abhängen, man errechnet also aus der Rotverschiebung eine Geschwindigkeit, und aus dieser über die Hubble-Beziehung eine Entfernung. Da aber die kosmologische Rotverschiebung eben nicht direkt von der Fluchtgeschwindigkeit abhängt, und auch nicht der Doppler-Formel gehorcht, stimmt das dabei herauskommende Ergebnis nur für relativ nahe Galaxien bis zu Entfernungen von einigen 100 Mio. Lichtjahren. Für den Teilchenhorizont, an dem die Rotverschiebung unendlich groß wird, käme auf diese Weise d_H = c/H heraus, bei H = 72 km/(s*Mpc) wären das gerade ~ 14 Mrd. Lj.

Häufig findet man auch die Rechnung, dass das man das Alter des Universums einfach dadurch ermittelt, dass man den Hubble-Parameter invertiert: T = 1/H. Das stimmt aber auch nur in Sonderfällen, z.B. wenn die Expansion mit konstanter Geschwindigkeit ablaufen würde, oder auch wenn es eine Abfolge von verlangsamter und beschleunigter Expansion gab (wie es in unserem Universum tatsächlich der Fall ist).

Die beiden Rechnung sind übrigens gar nicht in konsistenter Weise kombinierbar: wenn das Universum mit konstanter Geschwindigkeit expandieren würde, gäbe es gar keinen Teilchenhorizont, man könnte dann beliebig ferne Objekte sehen. Der Teilchenhorizont existiert nur, weil das Universum lange Zeit verlangsamt expandierte.

Wenn wir nochmal das Modell bemühen, dass der Skalenfaktor proportional zu t^(2/3) ist, so folgt, wenn T das Alter des Universums ist, dass die fernsten Galaxien - die, deren Licht fast die Zeit T brauchte um uns zu erreichen - annähernd 3*c*T von uns entfernt sind, ähnlich weit wie der Teilchenhorizont. Der Hubble-Parameter wäre in diesem Modell auch nicht 1/T, sondern 2/3T. Für H = 72 km/(s*Mpc) würde das ein Weltalter von nur 9,5 Mrd. Jahren bedeuten. Die fernsten Galaxien wären dann fast 3 * 9,5 = 28,5 Mrd. Lichtjahre entfernt.

Da unser Universum aber in den letzten 5 Mrd. Jahren beschleunigt expandierte, stimmt das t^(2/3)-Modell nicht ganz, das Alter des Universums ist daher etwas größer, aber auch nicht exakt 1/H.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 11 Minuten und 42 Sekunden:

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so oberflächlich wie der Artikel gehalten ist, kann man davon ausgehen, dass die Entfernungsangabe von 13 Mrd. Lichtjahren einfach daher rührt, dass die Lichtlaufzeit 13 Mrd. Jahre betrug, und man nicht auf die Problematik der Entfernungsbestimmung eingehen wollte.

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da werden noch nicht einmal Entfernugnsangaben gemacht.

[EREIGNISHORIZONT]

Natürlich waren es keine einzelnen Sterne, sondern Galaxien, Fehler von mir.

[...]Eine im Mai neu installierte Infrarotkamera ("Wide Field Camera 3") sendete im August Aufnahmen von mehreren tausend nie zuvor gesehenen Sternensystemen zur Erde, wie Wissenschaftler der Nasa nun mitteilten. Diese Galaxien sind etwa 13 Milliarden Lichtjahre entfernt und entstanden vermutlich 600 Millionen Jahre nach dem Urknall. Die genauen Werte müssen die Forscher aber noch bestätigen. [...]

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[McWire]

13,8 Mrd. Jahre alt != 13,8 Mrd. Lichtjahre entfernt.

Du musst berücksichtigen, dass das Universum expandiert. Wenn das Licht einer fernen Galaxie (einzelne Sterne sieht man auf solche Entfernungen nicht) 13,8 Mrd. Jahre zu uns unterwegs war, so war die Galaxie zum Zeitpunkt der Lichtaussendung weitaus näher als 13,8 Mrd. Lichtjahre, und ist heute weitaus weiter entfernt.

Wenn wir davon ausgehen, dass das Universum die meiste Zeit seiner Existenz verlangsamt expandierte (was nach heutigen Erkenntnissen bis vor etwa 5 Mrd. Jahren zutraf), dann folgt daraus, dass es einen sogenannten Teilchenhorizont gibt, jenseits dessen Objekte liegen, von denen uns seit der Entstehung des Universums noch kein Licht erreichen konnte. Licht vom Teilchenhorizont selbst brauchte exakt das bisherige Alter des Universums, um uns zu erreichen, d.h. es stammt von dem Zeitpunkt, zu dem das Universum die Größe null hatte. Wenn wir weiterhin annehmen, dass der Skalenfaktor (gewissermaßen der Radius des Universums) entsprechend t^(2/n) von der Zeit abhängt, so ergibt sich, wenn T das Alter des Universums ist, dass die Entfernung des Teilchenhorizonts von uns

d_H = c * T * n/(n-2)

beträgt. Für z.B. n=3, also einer Zeitabhängigkeit des Skalenfaktors von t^(2/3), und einem Alter des Universums von T=13,8 Mrd. Jahren, macht das eine Entfernung von

d_H = 3 * 13,8 Mrd. Lj = 41,4 Mrd. Lj.

Die ältesten Galaxien sind natürlich etwas jünger als das Universum. Entsprechend können wir nur Galaxien beobachten, deren Licht etwas weniger als das Alter des Universums bis zu uns benötigte, und die deswegen ein Stück näher als der Teilchenhorizont liegen. Sehr viel geringer ist die Entfernung aber nicht.

Gut und richtig, aber defakto wurde bisher keine Galaxie beobachtet, deren Entfernung größer als 14 Mrd Lichtjahre ist. Die Entfernung wurde über Rotverschiebung der Strahlung und der Hubble-Konstante bestimmt.
Selbst die korrigierte Entfernung aufgrund der nichtlinearen Expansion ergibt keine wesentlich größeren Entfernungen.

[Agent Scullie]

Also ich meine, letztens irgendwo gelesen zu haben, dass man die ältesten Sterne gefunden hat. 13,8 Milliarden LJ sollen die alt/weg sein.

13,8 Mrd. Jahre alt != 13,8 Mrd. Lichtjahre entfernt.

Du musst berücksichtigen, dass das Universum expandiert. Wenn das Licht einer fernen Galaxie (einzelne Sterne sieht man auf solche Entfernungen nicht) 13,8 Mrd. Jahre zu uns unterwegs war, so war die Galaxie zum Zeitpunkt der Lichtaussendung weitaus näher als 13,8 Mrd. Lichtjahre, und ist heute weitaus weiter entfernt.

Wenn wir davon ausgehen, dass das Universum die meiste Zeit seiner Existenz verlangsamt expandierte (was nach heutigen Erkenntnissen bis vor etwa 5 Mrd. Jahren zutraf), dann folgt daraus, dass es einen sogenannten Teilchenhorizont gibt, jenseits dessen Objekte liegen, von denen uns seit der Entstehung des Universums noch kein Licht erreichen konnte. Licht vom Teilchenhorizont selbst brauchte exakt das bisherige Alter des Universums, um uns zu erreichen, d.h. es stammt von dem Zeitpunkt, zu dem das Universum die Größe null hatte. Wenn wir weiterhin annehmen, dass der Skalenfaktor (gewissermaßen der Radius des Universums) entsprechend t^(2/n) von der Zeit abhängt, so ergibt sich, wenn T das Alter des Universums ist, dass die Entfernung des Teilchenhorizonts von uns

d_H = c * T * n/(n-2)

beträgt. Für z.B. n=3, also einer Zeitabhängigkeit des Skalenfaktors von t^(2/3), und einem Alter des Universums von T=13,8 Mrd. Jahren, macht das eine Entfernung von

d_H = 3 * 13,8 Mrd. Lj = 41,4 Mrd. Lj.

Die ältesten Galaxien sind natürlich etwas jünger als das Universum. Entsprechend können wir nur Galaxien beobachten, deren Licht etwas weniger als das Alter des Universums bis zu uns benötigte, und die deswegen ein Stück näher als der Teilchenhorizont liegen. Sehr viel geringer ist die Entfernung aber nicht.

[EREIGNISHORIZONT]

Eigentlich sind es derzeit mit unseren Mitteln "nur" 14 Mrd Lichtjahre.

Oder gibt es schon bekannte Objekte in größerer Entfernung?

Also ich meine, letztens irgendwo gelesen zu haben, dass man die ältesten Sterne gefunden hat. 13,8 Milliarden LJ sollen die alt/weg sein.

[McWire]

das beobachtbare Universum hat einen Radius von ~20 Mrd. Lichtjahren. Und das ist auch schon einige Jahrzehnte bekannt. Mit den 100 Mio. Lichtjahren meinten die vielleicht den Bereich des Universums, dessen Strukturen zu der Zeit bereits sehr gut erforscht waren.

Eigentlich sind es derzeit mit unseren Mitteln "nur" 14 Mrd Lichtjahre.

Oder gibt es schon bekannte Objekte in größerer Entfernung?

[Agent Scullie]

Ist es nicht jetzt so, dass wir bis "in die Anfangszeit" des Universum gucken können ? D.h. doch, dass wir dementsprechend viele Lichtjahre tief ins Universum schauen könne, oder ?

das beobachtbare Universum hat einen Radius von ~20 Mrd. Lichtjahren. Und das ist auch schon einige Jahrzehnte bekannt. Mit den 100 Mio. Lichtjahren meinten die vielleicht den Bereich des Universums, dessen Strukturen zu der Zeit bereits sehr gut erforscht waren.

[GUSSduff]

Jap. richtig! Kann ich mich sehr gut dran erinnern.
Ist was für die Pluto-Nostalgiker, da wird er noch als Planet genannt.

Ahja, Pluto were are you ?

"...100 Millionen Lichtjahre, die Grenze des bisher erforschten Weltalls...", nun wir sind etwas weiter gekommen, würde ich sagen.

Ist es nicht jetzt so, dass wir bis "in die Anfangszeit" des Universum gucken können ? D.h. doch, dass wir dementsprechend viele Lichtjahre tief ins Universum schauen könne, oder ?

[EREIGNISHORIZONT]

ein interessantes und sehenswertes Video....ich glaube das lief mal vor einiger zeit nachts auf N3

Jap. richtig! Kann ich mich sehr gut dran erinnern.
Ist was für die Pluto-Nostalgiker, da wird er noch als Planet genannt.

"...100 Millionen Lichtjahre, die Grenze des bisher erforschten Weltalls...", nun wir sind etwas weiter gekommen, würde ich sagen.

[kosmoaffe]

ein interessantes und sehenswertes Video....ich glaube das lief mal vor einiger zeit nachts auf N3

[Cordess]

EDIT: Diese Version war es.

Danke, die kannte ich in abgewandelter Form ohne Sprecher und ohne Ansicht des Mikrokosmos noch aus der Sendung Space Night.

[GUSSduff]

Verzehnfacht. Das Ganze heisst "10 hoch", gibt es in ganz verschiedenen Versionen...

Ja, okay dann eben Verzehfacht, aber danke, dass du mir den Titel verraten hast.
Ich kenne nur eine Version, undzwar eine ältere, ich würde schätzen aus den 80ern oder 90ern, jedoch gibt es bestimmt bei Youtube eine neuere Version zu ansehen.

EDIT: Diese Version war es.

[Bynaus]

quadriert und quardiert

Verzehnfacht. Das Ganze heisst "10 hoch", gibt es in ganz verschiedenen Versionen...

[GUSSduff]

Ein kleiner blauer Punkt in unserem Universum

Da habe ich erst kürzlich ein Film gesehen, indem man eine Familie von 10m Höhe aus sah. Dann wurde diese Zahl quadriert und quardiert, so lange bis man "am Ende des Universums" war. Die Familie wurde erst immer kleiner, dann die Erde usw.. Dann wurde das gleiche umgedreht, und man kam immer näher und näher bis in die Atome hinein.
Dies hat zwar nichts mit dem Thema direkt zu tun, aber daran dachte ich, als ich den Titel hörte. Kennt jemand den Film, wenn ja, wie hieß dieser nocheinmal ?