THEMA:

Sehr geehrte Professoren, gehe ich Recht in der Annahme, dass, wenn sich das expandierende Universum auch gleichzeitig und zwangsläufig abkühlt, es sich erstens bei der angegebenen Temperatur um einen Mittelwert handelt, und zweitens daraus resultiert, wenn der absolute Nullpunkt bei der Abkühlung erreicht ist, das dies auch das Ende der Expansion bedeuten muss, oder drittens wir wie beim maxican hat neue Tiefpunkte erreichen werden, oder viertens das es gar kein Mittelwert ist, sonder lediglich der Vakuumwert?
Könnte es das "unterkühlte Universum" geben und wenn ja, woher wird dann die entzogene Energie geborgt? Und ist das dann ein denkbares Szenarium für eine Rückschwingung, für eine Suche nach der Symmetrie?

Nein, das Universum ist kein skalares Feld, das einen spontanen Symmetriebruch vornehmen könnte mit neuen niedrigsten Energieniveaus.Es kann auch nicht unterkühlen, bzw. einen verzögerten Phasenübergang vornehmen.Tatsächlich wird/würde ein immer weiter expandierendes Universum stetig abkühlen und sich ASYMPTOTISCH dem absoluten Nullpunkt annähern (auf unvorstellbar langen Zeitskalen).

Guten Tag geehrte Professoren,
ich habe eine Frage, die mich schon lange beschäftigt und auf die ich auch im Internet noch keine Antwort gefunden habe.
Wenn ich es richtig verstanden habe, ist der Beweis für die beschleunigte Expansion des Universums die größere Rotverschiebung der weiter entfernten Galaxien.
Also umso weiter entfernt desto schneller bewegen sie sich von uns weg.
Nun zu meiner Frage. Beispiel: Eine Galaxie ist 12 Mrd. Lichtjahre entfernt und entfernt sich demnach schneller von uns als es eine 2 Mrd. Lichtjahre Entfernte tut.
Bedeutet das denn nicht, dass sich Galaxien vor 12 Mrd. Jahren schneller von uns entfernt haben als vor 2 Mrd. Jahren?
Aus dieser Sicht komme ich zu der Annahme, dass sich die Galaxien umso älter das Universum wird immer langsamer von uns entfernen.
Ich weis nicht wo mein Denkfehler ist und hoffe Sie können mir helfen.

MfG Mehlwurm

Die Frage hatten wir hier schon und meine Antwort finden Sie auf #777.
Ausführliche Graphiken und Erklärungen finden Sie auch in den Videos "Dunkle Energie - Stand 2015" und "Urknall-Hypothese - Stand 2015".
Falls das nicht reicht, bitte nochmal melden.

Entschuldigen Sie, aber ich glaube das ging an meiner Frage vorbei. Die Videos habe ich bereits gesehen und den Beitrag gelesen. Gerade diese Aussagen haben meine Frage nicht beantwortet, sondern vielmehr die Frage erst aufgeworfen.
Das mit der Rotverschiebung meine ich verstanden zu haben. (Je weiter entfernt die Lichtquelle ist, desto weiter ins Rote verschoben ist das Licht, was bedeutet, dass sie sich schneller von uns entfernt als näher gelegene Lichtquellen.)
Da das Licht nun eine Zeit braucht um zu uns zu gelangen, bedeutet das, dass je weiter wir in die ferne schauen desto weiter sehen wir in die Vergangenheit.
Und mit diesem Umkehrschluss komme ich darauf, dass je mehr wir uns der Gegenwart (kürzere Entfernungen zu uns) nähern die Galaxien sich immer langsamer entfernen.
Ich hoffe meine Frage jetzt verständlicher ausgedrückt zu haben.
Entschuldigung, aber es fällt mir grad schwer das, was ich möchte, besser auszudrücken.

Danke im voraus für Ihre Geduld mit mir.

Jetzt verstehe ich das Mißverständnis. Die Expansion des Universums ist nicht dort höher, wo wir ein Objekt mit höherer Rotverschiebung messen. Die Expansion geschieht im leeren Raum zwischen uns und dem Objekt - zu gleichen Zeiten überall gleichermaßen. Durch die größere Entfernung summiert sich der Effekt stärker auf.

Ach jetzt glaube/hoffe ich zu wissen, wo der Fehler lag.
Ich ging davon aus, dass die Rotverschiebung weit entfernter Objekte durch den Dopplereffekt verursacht wird.
Sie wird aber durch die kosmologische Rotverschiebung verursacht, wodurch man die Entfernung messen kann, da der expandierende Raum die Rotverschiebung verursacht.
Und die Geschwindigkeit, mit der sich das Objekt entfernt, wird lediglich mit Hilfe der Entfernung berechnet, aber lässt sich nicht direkt messen.
Habe ich das jetzt richtig verstanden?

Nochmals DANKE für die die schnellen Antworten.

Ich finde die Betrachtung von Mehlwurm sehr interessant!

Ich hab mal den Urknall in Paint gemalt, weil ich sonst nicht wüsste, wie ich das erklären sollte.
Kann man das in etwas so verstehen, mit der Expansion des Universums?

www.directupload.net/file/d/4124/nnxmsqnl_png.htm

So stell ich mir immer den Raum zwischen den Galaxien vor, der sich scheinbar immer weiter vergrößert. Nur wüsste ich beim besten Willen nicht, wie ich das sonst erklären soll. Und in ne Formel packen könnt ich das auch nicht.

Liebe Grüße!

Wirklich gut, die Grafik, finde ich. Sie verdeutlicht die Expansion aller 4 Dimensionen der Raumzeit runtergekocht auf ein 2 dimensionales Schaubild. Einfacher kann man's glaube ich nicht darstellen. Das zum Thema gehörende Youtube Video von Herrn Professor Gaßner ( heute erst gesehen ), stellt die Sache nochmal besser dar, als ich's jetzt erklären könnte. Das sehe ich mir morgen gleich nochmal an weil darin auch die Zeitdilatation angesprochen wird. Die hatte ich früher nie auf'm Schirm, was bei mir zu Verständnisproblemen zur Expansion geführt hatte.

udogigahertz schrieb:

Wenn die Expansion im leeren Raum geschieht und nicht überall gleichmäßig und gleichzeitig, so müssten sich doch im Laufe der Zeit inhomogene Strukturen bilden? Das ist jedoch doch offensichtlich nicht der Fall.

Die Materieverteilung des Universums ähnelt astronomischen Beobachtungen und Simulationen zufolge auf großen Skalen einer Wabenstruktur, die durch Materieansammlungen (Filamente) und die dazwischenliegenden Hohlräume (Voids) gebildet wird. Die bisher direkt beobachteten Hohlräume haben meist einen Durchmesser im Bereich von 100 Millionen Lichtjahren. (aus wikipedia, voids)

Hohlräume gibt es überall im Universum. Wenn die sich überall gleichzeitig ausbreiten, dann bleibt über große Skalen (Milliarden Lichtjahre) die Materieverteilung im Weltall homogen und isotrop.

Das Gedankenmodell mit dem Ballon, soll verdeutlichen das sich zwei punkte die weiter voneinander entfernt befinden um so schneller von einander entfernen bei ausdehnen, es soll keine form des Universums dar stellen. jedoch eine dogmatische Haltung verwirrt scheinbar auch in solchen banalen Sachen.

her gaßner, mehr fachbegriffe bitte!, wenn wie was wissen, oder mal eben nachschauen müssen: her damit! ;>

@mehlwurm
nur mal ganz kurz: durch rotverschiebung allein kann man keine entfernungen bestimmen.

Ferdi schrieb:

@mehlwurm
nur mal ganz kurz: durch rotverschiebung allein kann man keine entfernungen bestimmen.

Wie misst man denn dann die Entfernungen der ganz weit entfernten Galaxien, etwa der Galaxien die 13 Milliarden Jahre alt sind? Welches Verfahren außer Rotverschiebung hat man dann noch?

Ich glaube das ist die grenze. Nein ich bin mir fast sicher, also noch ist in der tat die Rotverschiebung die wo angewendet wird um Rand Objekte zu vermessen.
was aber mich hier so beschert hat ist....

Ferdi schrieb:

her gaßner, mehr fachbegriffe bitte!, wenn wie was wissen, oder mal eben nachschauen müssen: her damit! ;>

... hab ich da was verpasst?... ich hoffe auf keinem fall das man sich da einschränkt damit, Fachbegriffe sind normal dazu da um über ein Fach zur reden. das ist auf keinem fall hilfreich um den heißen Brei herum zu reden, da wird ein Fachbegriff benutzt, deren Bedeutung erläutert und gut ist.... Also ich freu mich drauf.

udogigahertz schrieb:

Das habe ich verstanden, dass sich die Leerräume zwischen den Materieansammlungen (voids) immer weiter ausdehnen. Und was soll das mit der Expansion des Universums zu tun haben? Es ist doch nicht der Raum selbst, der dort in den Leerräumen entsteht, andernfalls müsste doch die herkömmliche "Standardfolklore" von der Beschaffenheit des Universums völlig neu geschrieben werden, die Abstände zwischen den Materieansammlungen werden doch nur größer.

Wenn "neuer Raum" in diesem Universum entsteht, so wird das nicht lokalisierbar sein, das ist dann überall und nirgends, ebenso, wie man nicht sagen kann, dass der Urknall "hier" oder "dort" oder "da" stattgefunden hätte, weil genau DAS der Punkt wäre, an dem die Singularität lokalisiert werden könnte ........

Da sich das Universum seit dem Urknall gigantisch ausgedehnt hat, muss zumindest nach meiner Vorstellung permanent Raum entstehen (wie und wodurch auch immer). Der entsprechende Mechanismus ist offenbar so schwach, dass sich die Entfernungen innerhalb einer Galaxie oder wohl auch innerhalb eines Galaxienhaufens dadurch nicht ändern - sondern nur die Entfernungen zwischen verschiedenen Galaxienhaufen oder noch größeren Materieansammlungen.

Daher sieht es so aus, als würde der neue Raum nur in den Voids entstehen. Aber da hast Du sicherlich recht, der neue Raum müsste überall gleichermaßen entstehen. Irgendwie versagt da meine Vorstellung.

@ mehlwurm
das problem ist die hubblekonstante, die bis heute nicht genau bestimmt ist, also die expansionsgeschwindigkeit.
selbst bei solchen entfernungen braucht man noch immer standardkerzen, sodass man bestimmen kann:
das teil da ist so und so weit weg, hat die und die rotverschiebung, und erst wenn ich DAS habe, kann ich entfernungen messen.
cepheiden sind aber leider nicht mehr dafür geeignet, dafür benutzt man supernovae des typs IA (römisch 1, kein esel ;>).
das ist die supernova, die am häufigsten zu beobachten ist und sie ist masseabhängig immer gleichstark in der leuchtkraft.
aus der relativen leuchtkraft, lässt sich nun die absolute leuchtkraft errechnen, weil man ja bereits supernovae IA in der nähe untersucht und ihre entfernung bestimmt hat. ähnlich wie bei den cepheiden.
merke: mit rotverschiebung misst man keine entfernungen, sondern expansionsgeschwindigkeit.

ich empfehle dir wirklich mal das buch zu lesen

@chris
ASYMPTOTISCH war das schlagwort, was mich dazu verleitet hat mal zu erwähnen, dass wir hier im forum mehr fachbegriffe brauchen.
wer es nicht versteht, kann ja wiki fragen.
so lernen neue forennutzer etwas dazu und wenn man denn getrieben ist nachzuschlagen, weil man es nicht kennt merkt man sich das unter umständen.
denn: wenn ich wissen vermittelt bekomme, das mich aktuell nicht interessiert, bleibt nur selten alles hengen.
wenn ich aber selbst nachschaue, weil es einen juckt, dann bleibt mehr im brain als einem lieb ist.
guter schlaf danach vorausgesetzt ;>

Ferdi schrieb:

das problem ist die hubblekonstante, die bis heute nicht genau bestimmt ist, also die expansionsgeschwindigkeit.
selbst bei solchen entfernungen braucht man noch immer standardkerzen, sodass man bestimmen kann:
das teil da ist so und so weit weg, hat die und die rotverschiebung, und erst wenn ich DAS habe, kann ich entfernungen messen.
cepheiden sind aber leider nicht mehr dafür geeignet, dafür benutzt man supernovae des typs IA (römisch 1, kein esel ;>).
das ist die supernova, die am häufigsten zu beobachten ist und sie ist masseabhängig immer gleichstark in der leuchtkraft.
aus der relativen leuchtkraft, lässt sich nun die absolute leuchtkraft errechnen, weil man ja bereits supernovae IA in der nähe untersucht und ihre entfernung bestimmt hat. ähnlich wie bei den cepheiden.
merke: mit rotverschiebung misst man keine entfernungen, sondern expansionsgeschwindigkeit.

Für eine Supernova vom Typ 1A benötigt man ein Doppelsternsystem, von denen einer ein weißer Zwerg ist und Materie von seinem Begleiterstern übernimmt, bis er die Chandrasekhar-Grenze überschreitet (ca. 1,44 Sonnenmassen).

Weiße Zwerge sind das Endprodukt eines Sterns mit maximal 3 Sonnenmassen. Ein Stern mit etwa 3 Sonnenmassen brennt vielleicht 1 Milliarde Jahre. Zudem braucht der dann noch einen Doppelsternpartner, der zumindest etwas langlebiger ist. Das heißt, bei den ganz alten Galaxien, die wir sehen, kann es eigentlich noch keine Supernova vom Typ 1A geben.

Wie misst man dann deren Entfernung?

doch das geht, du darfst nicht vergessen, dass wir die dimension des universums immer noch schätzen, aber nicht genau kennen.
wenn ich eine formation, die 13mrd licht-a von uns entfernt ist beobachte, dann sind in der näherer umgebung auch supernovae IA
die können wir auch auf diese entfernung beobachten und vermessen.
die ganz alten, wie du sie nennst, haben auch schon alle voraussetzungen.
das wissen wir, weil sich auch sehr alte strukturen unmittelbar in unserer nähe befinden.
ich rede natürlich von kugelsternhaufen.

psssttt... Ferdi Runge ein tip: "es ist die Rotverschiebung". 1A hat an dem punkt wo ClausS da grad beschrieben hat sein Ende. "Kosmische Entfernungsleiter"
Bei den Fremdwörtern bin ich voll deiner Meinung genau so soll es ablaufen, jedoch nicht nur hier im Forum auch in den Videos soll man die in einem Fach verwendeten Wörter benutzen, ich bin sicher umsonst sind diese nicht, aber kostenlos.

Zur besseren Erklärung der Fachbegriffe gibt es ja seit Neuestem unser Astronomie-Tutorial. Das Stichwort "Rotverschiebung" ist bereits online (siehe Menüpunkt DOWNLOAD).

Das ist sooo geil... DANKE... Ich hoffe da kommen noch mehr solche Formelsammlungen auf die HIER besprochenen Themen. Das bereichert nicht nur die Seite.
//Nachtrag:
@Ferdi Runge da ist was dran, also ich habe auch etwas vernommen das die jungen also wirklich 13 Milliarden Lichtjahre entfernten Objekte Metallizität aufweisen wo sie eigentlich nicht haben sollten, kannst du mir da auf der suche helfen?... es war irgendwo mit Herr Lesch.

@ chris
meinst du das alpha centauri video: was sind kugelsternhaufen?

@ udogigahertz
da ist kein widerspruch.
materie ist eben kein raum. natürlich expandiert auch der raum in den galaxien und selbst der raum in den sonnen und planeten.
da jedoch die gravitation so entgegenwirkt, dass das innerhalb einer galaxie nicht von belang ist, sehen wir, dass sich nur die galaxien, die weit von uns entfernt sind von einander entfernen, und das immer schneller, je weiter weg.
dazu muss man noch wissen, dass die gravitation zwar eine unendliche reichweite hat, dieselbe aber mit dem quadrat des abstands abnimmt, also 1/r².
also merke: raum kann auch da entstehen, wo sich masse befindet, diese ausdehnung macht sich aber durch die gravitation nicht bemerkbar, erst auch größeren skalen sieht man diese expansion.

zu deinem zweiten punkt muss man sagen, dass man die gravitationskonstante sehr genau kennt und sehr genau damit berechnen kann und siehe da:
es haut nicht hin. wir beobachten anders, als wir berechnen. das kann nur mit zusätzlicher gravitativer wirkung erklärt werden, und wenn man das nun neu einsetzt, kann man sogar die masse der dunklen materie berechnen, die es da geben muss.
andere anzätze sind mir nicht bekannt, da müsste man mal herr fischer oder herr gaßner hinzuziehen.

Naaa... so wie ich mich da recht erinnern kann stand Herr Lesch vor der Weiße-Rose-Orgel.
Aber es gibt scheinbar diese seltsame Objekte was dessen Altes Bestimmung betraft.

Herr Lesch würd es gleich wissen worum es geht, wann und bei welchem teil er es gesagt hat, was die Metallizität der sehr weit rot verschobenen Objekte beträft,... aber ne ich darf mich da nun quellen auf der suche nach diesem 30 Sekunden Satz.

Liebe Physikfans und liebe Profis, hier tut sich für mich eine Diskrepanz zwischen der Erklärung, warum es einen Urknall gegeben haben muss, und der Tatsache der "Entstehung" der Naturgesetze auf. Die Experten rechnen sich aus der vorhandenen Masse und deren Umwandlung in Energie den Zeitpunkt und die Temperatur des Urknalls aus. Sie legen also zwangsläufig dieser Rechnung die Gültigkeit des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik zugrunde. Gleichzeitig aber legen sie den Urknall und die darauffolgenden Sekunden als Entstehungszeit der Naturkonstanten und der Naturgesetze per se fest. Was denn nun? Wenn der Energieerhaltungssatz bzw, der 1. HS der TD schon galt, man rechnet ja auf seiner Grundlage, warum dann die anderen Natrugesetze nicht auch. Galten sie aber noch nicht, wieso dann ausgerechnet der 1. HS der TD?

udogigahertz schrieb:

Wenn der Raum da auch expandiert und das sollte er, sonst gäbe es Inhomogenitäten, Verwerfungen des Raum-Zeit-Gefüges, kann es denn sein, dass der Raum auch innerhalb der Materie expandiert? Dass also der Abstand zwischen Atomkern und Elektron immer größer wird?

Demnach müsste "frühere Materie" kompakter sein als heutige? Also schwerer?

Ich denke mir da folgendes:

Es ist immer eine Frage der Stärke der Kraft, die die Raumausdehnung hervorruft. Diese Kraft ist deutlich schwächer ist als die Kraft, die Atomkern und Elektron zusammenhält. Somit werden Atomkern und Elektron zusammenbleiben - und dies in gleicher Entfernung.

Das gleiche trifft auf alle Objekte zu, die zusammenbleiben, einschließlich der Galaxien und Filamente. Was ich mir hier frage, ob man die hierbei wirkenden Kräfte und Beschleunigungen nicht irgendwie messen können müsste.

@ udogigahertz
nein, materie ist nicht gleich raum, nur weil sie aus fast nichts besteht.
das ist eine falsche annahme.
raum expandiert natürlich auch in den atomen, also überall, nur ändert das nichts am durchmesser eines atoms, weil sich die kräfte dort nicht von der raumexpansion beeindrucken lassen.

udogigahertz schrieb:

Ich neige dazu, der Erklärung von "Thomas" zu folgen, der meint, dass sich die Raumdehnung nur außerhalb der großen Galaxienhaufen bemerkbar macht, in den riesigen "voids", nicht innerhalb der Materieansammlungen, also auch nicht in Sonnensystemen und auch nicht in den Atomen.

Bei der Raumdehnung müssen wir denke ich zwei Effekte berücksichtigen. Zum einen die Trägheitskraft, die dazu führt, dass Galaxien, die heute auseinander fliegen, auch weiterhin auseinanderfliegen. Zum anderen nach dem heutigen Stand die Dunkle Energie, die die Ausdehnung beschleunigt.

Für jeden der beiden Effekte gibt es nun zwei Möglichkeiten:
- Die Raumdehnung wirkt sich grundsätzlich nur in den Leerräumen aus und tritt aus prinzipiellen Gründen in Galaxienhaufen nicht auf.
- Die Raumdehnung wirkt sich überall gleichmäßig aus. Sie wird innerhalb der Galaxienhaufen aber durch die Gravitationkraft überlagert, die dort um Größenordnungen stärker ist.

Im zweiten Fall müsste es aber irgendwelche (minimale) Auswirkungen geben, die sich in Präzisionmessungen irgendwie bemerkbar machen müssten.

Hinweis: Im neuesten Posts von Thomas in "wo überall wird die Raumzeit in der Inflationsphase aufgespannt" wird erklärt, dass der Ausdehnungs-Effekt so gering ist, da er in unserem Sonnensystem unmessbar klein ist.