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 Rand des Kosmos |
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StefanK
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Dabei seit: 16.12.2017
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 |  Themenstart: 2018-10-03
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Hallo,
folgende Frage: nach aktueller Kenntnis ist das Universum ja flach, d.h. von einer Krümmung des Raums auf großen Skalen ist nicht auszugehen. Nehmen wir an das stimmt und wir betrachten die Materieverteilung unseres Kosmos (also alles was bei unserem Urknall entstanden ist), dann müsste es doch Galaxien am Rand dieser Materieverteilung geben. Außerdem müsste es ein Zentrum der Materieverteilung geben, selbst wenn diese durch eine homogene Expansion des Raums entstanden ist und nicht eine 'Explosion' von einem Punkt aus. Kann mir da bitte einer helfen.
Stefan
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holsteiner
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 | Beitrag No.1, eingetragen 2018-10-04
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Moin StefanK,
nö. Je weiter Du mit einem Teleskop in die Ferne schaust, desto mehr schaust Du in die Vergangenheit. Irgendwann mit immer besserer Auflösung siehst Du immer deutlicher Sterne, die kurz nach dem Urknall entstanden sind. Im Prinzip siehst Du nicht den Rand, sondern den Anfang des Universums, also den Urknall in allen Richtungen. Im Mikrowellenbereich empfängt man daher auch die Hintergrundstrahlung aus allen Richtungen.
Man kann meines Wissens nach den Urknall aber nicht sehen, weil Sterne erst viel später entstanden sind.
Ob es aber alles genau so ist bzw. war ist nicht ganz gesichert, es gibt verschiedene Theorien. Dazu müßtest Du Dich in die Astrophysik einlesen.
Viele Grüße
holsteiner.
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StefanK
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| Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2018-10-06
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Hallo, stimmt natürlich, mit dem Teleskop blicke ich in die Vergangenheit des Universums, weil das Licht dieser Sterne ja erst eine Distanz zurücklegen musste. Für das Licht der meisten Sterne reichen aber auch die 14 Mrd. Jahre seit dem Urknall nicht aus, um uns zu erreichen. D.h. wir sehen nur einen Teil des Kosmos. Meine Frage bezog sich auf die Materieverteilung im ganzen Kosmos, nicht nur auf das was wir sehen. Grüße Stefan
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holsteiner
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| Beitrag No.3, eingetragen 2018-10-06
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Moin StefanK,
es gibt keine Informationen über den ganzen Kosmos.
Die einzige Regel ist die, dass unsere Beobachtungen verallgemeinert werden können und mit denen an anderen Stellen vergleichbar sind. Was aber genau passiert und wie Dichteverteilungen in dem nicht zugänglichen Bereichen sind, kann man nicht ergründen. Was z. B. auf der Sonne aktuell passiert sehen wir erst in 8 min. Da gibt es keine Möglichkeit, mehr rauszufinden. Ich hoffe, ich habe Dich richtig verstanden.....
Meine Meinung ist, dass man sich, um Spekulationen zu vermeiden, in diesem Fach unbedingt an Beobachtungen und Messergebnisse halten muss. Dann ist eine Interpretation immer noch schwer genug.
Viele Grüße
holsteiner
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DrStupid
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| Beitrag No.4, eingetragen 2018-10-06
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\quoteon(2018-10-03 13:43 - StefanK im Themenstart)
folgende Frage: nach aktueller Kenntnis ist das Universum ja flach, d.h. von einer Krümmung des Raums auf großen Skalen ist nicht auszugehen. Nehmen wir an das stimmt und wir betrachten die Materieverteilung unseres Kosmos (also alles was bei unserem Urknall entstanden ist), dann müsste es doch Galaxien am Rand dieser Materieverteilung geben.
\quoteoff
Nein, das ist keine zulässige Schlussfolgerung. Die einfachste Interpretation ist die, dass die räumliche Ausdehnung des Universums unendlich ist. Es sind auch komplexere Geometrien ohne intrinsische Krümmung möglich (wie beispielsweise ein Hypertorus) aber davon abgesehen, dass es dafür keine experimentellen Belege gibt, hat der dreidimensionale Raum auch in diesen Fällen keinen Rand.
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StefanK
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| Beitrag No.5, vom Themenstarter, eingetragen 2018-10-07
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Hallo, meine Frage bezog sich nicht auf die Ausdehnung des Raums, sondern die Materieverteilung. Ich denke es ist vernünftig davon auszugehen, dass beim Urknall nicht unendlich viel Energie vorhanden war. Also kann das, was daraus hervorgegangen ist, auch nur eine begrenzte Menge Materie enthalten. Daher müsste die Materieverteilung eigentlich einen Rand haben, selbst wenn der Raum keinen hat. Grüße Stefan
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holsteiner
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| Beitrag No.6, eingetragen 2018-10-07
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Moin,
zu dem Thema "unendliches Universum" hat sich mal Heinrich Wilhelm Olbers, ein Arzt aus Bremen, 1823 Gedanken gemacht.
Heinrich Wilhelm Olbers
Es gibt heutige Erklärungen für das, was man sieht.
Olberssches Paradoxon
Die Seite enthält weiterführenden Links auf den aktuellen Stand der Forschung.
Viele Grüße
holsteiner
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DrStupid
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| Beitrag No.7, eingetragen 2018-10-07
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\quoteon(2018-10-07 10:52 - StefanK in Beitrag No. 5)
Hallo, meine Frage bezog sich nicht auf die Ausdehnung des Raums, sondern die Materieverteilung.
\quoteoff
Da die Materie homogen im Raum verteilt ist, kommt das aufs selbe raus.
\quoteon(2018-10-07 10:52 - StefanK in Beitrag No. 5)
Ich denke es ist vernünftig davon auszugehen, dass beim Urknall nicht unendlich viel Energie vorhanden war.
\quoteoff
Nein, das ist nicht vernünftig. Ein unendlich großes Universum mit einer Energiedichte größer Null (und das scheint bei unserem Universum der Fall zu sein) enthält unendlich viel Energie. Darüber hinaus geht bei Annäherung an den Urknall auch die Energiedichte gegen unendlich. Das heißt, dass in der Urknallsingularität nicht nur im gesamten Universum sondern sogar in jedem endlichen Teilvolumen unendlich viel Energie vorhanden ist.
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pzktupel
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 | Beitrag No.8, eingetragen 2018-10-07
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Leider ist mein Kommentar hieraus entnommen wurden, aber was ist, wenn es diesen Urknall nicht gab, sondern unser Universum wird von außen aufgebaut. Mit Ausdehnung , wird neue Energie / Materie hereingezogen. Das bedeutet, das diese Materie am "Rand" die jüngste ist. Wir können gerade einmal 100 Jahre professionell ins All sehen..was ist das schon für ein Zeitraum?!
Auch habe ich immer meine Zweifel, ob das Licht mit c wirklich konstant ist. Wir können mit unseren unmittelbaren Raumparametern immer nur hier auf der Erde messen und stellen immer dasselbe fest.
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StefanK
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| Beitrag No.9, vom Themenstarter, eingetragen 2018-10-07
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\quoteon(2018-10-07 14:02 - DrStupid in
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DrStupid
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| Beitrag No.10, eingetragen 2018-10-07
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\quoteon(2018-10-07 16:19 - StefanK in Beitrag No. 9)
Aber wie könnte unser Universum unendlich viel Energie enthalten, wenn es in seiner Frühphase endlich groß war, uns sich dabei Strukturen gebildet haben?
\quoteoff
Wenn das Universum heute unendlich groß ist, dann war es bereits beim Urknall unendlich groß.
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holsteiner
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| Beitrag No.11, eingetragen 2018-10-07
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Hallo DrStupid,
auf welchen kosmologischen Modellen begründet sich das von Dir favorisierte "unendliche" Universum? Leitet sich das von einem kosmologischen Standardmodell ab?
Viele Grüße
holsteiner
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DrStupid
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| Beitrag No.12, eingetragen 2018-10-07
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\quoteon(2018-10-07 21:18 - holsteiner in Beitrag No. 11)
auf welchen kosmologischen Modellen begründet sich das von Dir favorisierte "unendliche" Universum? Leitet sich das von einem kosmologischen Standardmodell ab?
\quoteoff
Lambda-CDM-Modell
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StefanK
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| Beitrag No.13, vom Themenstarter, eingetragen 2018-10-10
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Ich stimme zu dass in diesem Fall, wenn es beim Urknall schon einen flachen unendlichen Raum gegeben hat, in dem plötzlich ÜBERALL Energie aufgetreten ist, die Gesamtmenge der Energie bzw. Materie unendlich sein muss und es auch keinen Rand der Materieverteilung geben muss.
Ich bin mir aber nicht sicher dass das das CDM Modell ist; ich dachte dort geht man von einer Singularität aus mit nachfolgend expandierendem, flachen, Raum.
Grüße
Stefan
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holsteiner
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| Beitrag No.14, eingetragen 2018-10-10
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Moin StefanK,
der sichtbare Teil des Universums sind im Grunde alle Punkte, die zu unserem Standpunkt einen zeitartigen Abstand haben und in der Vergangenheit liegen. Die Begrenzung ist der Lichtkegel oder besser dessen vergangener Teil. Alle raumartigen Abstände sind aktuell nicht sichtbar, allerdings gibt es immer einen späteren Zeitpunkt in der Zukunft, wo der raumartige Abstand zum Zeitartigen wird. Damit wird das die Frage nach dem Rand in die Zukunft verlagert. Ein unendlich grosses Universum kann auch nur in einer unendlich viel späteren Zukunft beobachtet werden.
Wie ich jetzt gelernt habe, ist ein Bestandteil der kosmologischen Modelle die Friedmann Gleichung. Vielleicht hilft eine eingehende Beschäftigung mit dieser Gleichung weiter.
Viele Grüße
holsteiner
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DrStupid
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| Beitrag No.15, eingetragen 2018-10-11
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\quoteon(2018-10-10 18:15 - StefanK in Beitrag No. 13)
Ich bin mir aber nicht sicher dass das das CDM Modell ist; ich dachte dort geht man von einer Singularität aus mit nachfolgend expandierendem, flachen, Raum.
\quoteoff
Ja, genau davon speche ich.
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StefanK
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| Beitrag No.16, vom Themenstarter, eingetragen 2018-10-13
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Ok, das heisst aber dann doch, dass das Universum gemäß CDM-Standardmodell keinen unendlich hohen Materiegehalt haben kann, oder ? Wenn es eine Singularät gab, also einen per Definition unendlich kleinen Raum, der dann expandierte, dann kann es damals nicht unendlich viel Energie gegeben haben.
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DrStupid
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| Beitrag No.17, eingetragen 2018-10-13
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\quoteon(2018-10-13 10:35 - StefanK in Beitrag No. 16)
Wenn es eine Singularät gab, also einen per Definition unendlich kleinen Raum, [...]
\quoteoff
Das ist falsch. Bei einem unendlich großen Universum ist auch die Urknallsingularität unendlich groß.
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PhysikRabe
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 | Beitrag No.18, eingetragen 2018-10-13
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Inwiefern ist ein unendlich großes Universum eine Konsequenz des Lambda-CDM-Modells?
Grüße,
PhysikRabe
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StefanK
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Dabei seit: 16.12.2017
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| Beitrag No.19, vom Themenstarter, eingetragen 2018-10-13
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\quoteon(2018-10-13 14:42 - DrStupid in
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| Folgende Antworten hat der Fragensteller vermutlich noch nicht gesehen. |
DrStupid
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| Beitrag No.20, eingetragen 2018-10-13
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\quoteon(2018-10-13 16:57 - PhysikRabe in Beitrag No. 18)
Inwiefern ist ein unendlich großes Universum eine Konsequenz des Lambda-CDM-Modells?
\quoteoff
Das Lambda-CDM-Modell geht von einem Euklidischen Raum aus und der ist im einfachsten Fall unendlich groß.
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holsteiner
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| Beitrag No.21, eingetragen 2018-10-13
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Moin,
ich hab mal ein paar Wikipedia Links zusammengestellt.
Lambda CMD Model
Friedmann Gleichung
Im englischen Wikipedia ist etwas mehr Information. Leider kenne ich außer Hawkings Buch keine aktuelle Literatur zu dem Thema, was kann man da lesen?
In dem Model wird von einem isotropen Universum mit endlicher Energiedichte ausgegangen. Die Gleichungen haben bei t=0 eine Singularität.
Ich bin immer noch der Meinung, dass es einen großen Unterschied macht, ob man das beobachtbare Universum betrachtet oder das theoretische Universum, das dem Model der Friedmann Gleichungen entspricht. Ich kann mich mit dem Gedanken eines unendlichen beobachtbaren Universums nicht anfreunden.
Wenn ich nicht falsch liege müßte man wirklich sehr lange warten um eine experimentelle Bestätigung für ein "unendliches Universum" zu haben.
Frage: Ist das von uns aus beobachtbare Universum endlich oder unendlich? Das müßte man doch irgendwie aus den Gleichungen rauskriegen? Einerseits ist die Energiedichte im beobachteten Teil endlich, aber was ist mit der Singlarität?
Viele Grüße
holsteiner
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DrStupid
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| Beitrag No.22, eingetragen 2018-10-13
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\quoteon(2018-10-13 20:45 - holsteiner in Beitrag No. 21)
Ich kann mich mit dem Gedanken eines unendlichen beobachtbaren Universums nicht anfreunden.
\quoteoff
Davon spricht ja auch niemand.
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holsteiner
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| Beitrag No.23, eingetragen 2018-10-14
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Moin,
ok. Dann liegt das eigentliche Problem darin, etwas zu beschreiben, was man nicht beobachten kann. Dabei gibt es einen Unterschied, ob man Dinge prinzipiell nicht beobachten kann oder ob es nur technisch nicht möglich ist.
Bespiele:
Neurinos:
Es gab technische Probleme sie zu beobachten.
Ort und Impuls aufgrund der Unschärferelation:
Das geht prinzipiell nicht.
Technitium:
Es kam zunächst in der Natur nicht vor. Aus heutiger Sicht ein technisches Problem.
Urknall:
Der wirkliche Urknall ist nicht beobachtbar. Nach aktuellem Stand der Wissenschaft ist das ein technisches Problem. Mir ist nicht wirklich klar, was die Antwort ist. Ich mag mir allerdings nicht vorstellen, sowas im Labor zu erzeugen. :-)
Was ist nun mit Ereignissen, die einen raumartigen Abstand haben?
Meiner Meinung nach sind sie prinzipiell nicht beobachtbar.
Daher kann dann aber die Friedmann-Gleichung eigentlich auch nicht experimentell verifiziert werden. Ich weiß nicht, ob "unendlich langes warten" für eine Beobachtung legitim ist.
Die Gleichungen sind ein Modell für das beobachtbare Universum, die Frage nach der (Un)endlichkeit klärt dieses Modell letztlich nicht.
Allerdings gibt es einen Hinweis. Wenn man immer weiter mit immer größerer Auflösung in das All schaut, gibt einen Hintergrund, der aus einer großen Dichte von Galaxien besteht. Irgendwie scheint das Ganze schon in die richtige Richtung zu gehen.
Wer weiß mehr?
Viele Grüße
holsteiner
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