Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Wie groß ist das beobachtbare Universum?
Sheela3004
10.05.2006, 19:27
Ich zitiere mal kurz aus Spektrum der Wissenschaft, Dossier 2/2000
Es geht um häufige Fehlvorstellungen beim Big Bang.
Also falsch sei folgende Vorstellung:
Das Universum ist 14 Milliarden Jahre alt, also beträgt der Radius des beobachtbaren Universums 14 Milliarden Lichtjahre. Betrachten wir die fernste, gerade noch beobachtbare Galaxie: Die von ihr kurz nach dem Urknall ausgesandten Photonen erreichen uns gerade jetzt. Also hat ein Photon dieser Galaxie 14 Milliarden Lichtjahre zurückgelegt.
Aber richtig sei folgende Vorstellung:
Da das Weltall expandiert, ist der beobachtbare Teil unseres Universums größer als 14 Milliarden Lichtjahre. Während sich ein Photon auf dem Weg zu uns befindet, dehnt sich der von ihm durchquerte Raum aus. Zum Zeitpunkt seines Eintreffens bei uns ist also die Entfernung seiner Strahlungsquelle von uns größer als der sich aus der Reisezeit des Photons ergebende Lichtweg - und zwar etwa dreimal so groß.
Wenn der zweite Teil des Zitats stimmt, frage ich mich nur, wie man das berechnet. Das steht nicht im Artikel. Wie kommt man auf etwa dreimal so groß?
ralfkannenberg
10.05.2006, 19:49
Ich zitiere mal kurz aus Spektrum der Wissenschaft, Dossier 2/2000
Es geht um häufige Fehlvorstellungen beim Big Bang.
Also falsch sei folgende Vorstellung:
Das Universum ist 14 Milliarden Jahre alt, also beträgt der Radius des beobachtbaren Universums 14 Milliarden Lichtjahre. Betrachten wir die fernste, gerade noch beobachtbare Galaxie: Die von ihr kurz nach dem Urknall ausgesandten Photonen erreichen uns gerade jetzt. Also hat ein Photon dieser Galaxie 14 Milliarden Lichtjahre zurückgelegt.
Aber richtig sei folgende Vorstellung:
Da das Weltall expandiert, ist der beobachtbare Teil unseres Universums größer als 14 Milliarden Lichtjahre. Während sich ein Photon auf dem Weg zu uns befindet, dehnt sich der von ihm durchquerte Raum aus. Zum Zeitpunkt seines Eintreffens bei uns ist also die Entfernung seiner Strahlungsquelle von uns größer als der sich aus der Reisezeit des Photons ergebende Lichtweg - und zwar etwa dreimal so groß.
Wenn der zweite Teil des Zitats stimmt, frage ich mich nur, wie man das berechnet. Das steht nicht im Artikel. Wie kommt man auf etwa dreimal so groß?Ich habe dieses Spektrum (aber das war letztes Jahr, nicht 2000) auch gelesen und ich muss sagen, ich war nahe dran, einen Leserbrief zu schreiben. Es ist mir unverständlich, wie so ein Artikel die Reviews überstehen konnte ! Das ganze kann zum gegenwärtigen Zeitpunkt bestenfalls als "Spekulation" bezeichnet werden !
Freundliche Grüsse, Ralf
Das was die da schreiben ist richtig. Der Faktor drei ist um genau zu sein Pi.
Das was die da schreiben ist richtig. Der Faktor drei ist um genau zu sein Pi.
Spielst du auf eine Hyperkugel an? Soviel ich weiss, ist die Geometrie des Universums zu flach, als dass das Sichtbare Universum Teil einer Hyperkugel sein könnte - wenn schon, müsste sie gewaltig gross sein.
Es ist mir unverständlich, wie so ein Artikel die Reviews überstehen konnte ! Das ganze kann zum gegenwärtigen Zeitpunkt bestenfalls als "Spekulation" bezeichnet werden !
Ich denke, wenn man die beschleunigte Expansion des Universums zurück extrapoliert, kann man diesen Wert bestimmt genau berechnen. Unter der Annahme, dass das Universum immer gleich stark beschleunigt hat bzw. seine Beschleunigung immer gleich stark zugenommen hat (Argh, Ableitung der Ableitung... ;) ), natürlich.
"Soviel ich weiss, ist die Geometrie des Universums zu flach,"
Was??? Alle modernen kosmologischen Modelle basieren auf einer nichttrivialen Geometrie. Eine flache Geometrie weist keinerlei Dynamik auf, sie ist absolut statisch. Die Urknalltheorie und alle modernen kosmologischen Modelle bauen auf einer dynamischen Raumzeit des Kosmos auf.
Was allenfalls zutrifft ist die Aussage, das Univserum ist konform euklidisch und (hinsichtlich der aktuellen Messgenauigkeit) annäherend flach.
"dass das Universum immer gleich stark beschleunigt hat"
Was soll diese Aussage bedeuten. Was ist das Universum, wenn nicht die Raumzeit selbst?
ralfkannenberg
10.05.2006, 22:34
Das hätten die aber ruhig schreiben können mit dem pi. Oder habe ich das überlesen ?
Sorry, aber ich bin derzeit anderweitig voll involviert, ich glaube es Euch beiden gerne, wenn Ihr mir sagt, dass ich das nur überlesen habe.
Freundliche Grüsse, Ralf
Sheela3004
10.05.2006, 22:39
Lass dich nicht verarschen. Im Artikel steht das sichtbare Universum ist 46 Milliarden Lichtjahre groß. Wenn es 14 Milliarden Jahre alt ist ergibt das
46/14 ungefähr 3,285714286 und nicht Pi. Aber so wollte ich natürlich nicht diese Zahl berechnen!
ralfkannenberg
10.05.2006, 22:57
ungefähr 3,2857142869 Kommastellen aus den Zahlen 46 und 14, nicht schlecht ;)
Wobei ich es auch nicht ganz hinkriege - teile ich die 46 durch pi, so erhalte ich 14.6 und wenn ich 13.4 (Milliarden Jahre) mit pi multipliziere, erhalte ich nur 42 (Mrd. Lichtjahre).
Allerdings muss man auch noch die Inflation und die beschleunigte Expansion mit berücksichtigen.
Ganz so einfach geht es also vermutlich nicht.
Meine Frage ist eher, ob diese Theorie wirklich etabliert ist oder ob es sich nur um eine Theorie handelt und die Autoren das grosszügig mit der Lehrmeinung gleichsetzen, so wie man das ja in den USA machen muss, wenn man es akademisch zu was bringen will .........
Freundliche Grüsse, Ralf
Sheela3004
11.05.2006, 00:22
Die Autoren des sind übrigens Australier Charles H.Lineweaver und Tamara M. Davis.
Das Thema wurde übrigens schon in einem deutschsprachigen Forum behandelt: http://austria.astronomie.info/forum/viewtopic.php?t=1938&start=15
Da scheint bestätigt zu werden, was im Artikel steht.
3,285714286 ist mit auch ein Rätsel?
Pi würde Sinn machen angesichts (wie Bynaus sagte) einer Hyperkugel.
Was allenfalls zutrifft ist die Aussage, das Univserum ist konform euklidisch und (hinsichtlich der aktuellen Messgenauigkeit) annäherend flach.
Das meinte ich. Ich dachte, das schliesst eine "kleine" Hyperkugel (von der Dimension Pi * Alter) aus.
Sheela3004
11.05.2006, 12:14
Die 46 Milliarden Lichtjahre sind aufintegriert mit der Lösung der Friedmangleichung, die dem Konkordanz-Universum (=Dunkle Energie 70% , Materie 30% der kritischen Dichte, Geometrie Euklidsch) entspricht. Man berücksichtig somit die variable Ausdehnungsrate. :confused:
schreibt jemand in dem Forum astroinfo
Sheela3004
11.05.2006, 14:51
Das Problem ist, dass alle Bücher (die ich habe) vor WMAP und den SNIa Beobachtungen gemacht wurden und das heutige Modell (OmegaM = 0.3, OmegaLambda = 0.7) konkret rechnen. Googlen hat auch nichts konkretes gebracht. Also müsste man selber rechnen.
Aus Formel 26
http://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/March02/Plionis/Plionis1_3.html
nd der beziehung für ein flaches Weltall Ereignishorizont gleich Integral von (c*dt / R(t))
ergibt sich folgendes Integral:
http://lexikon.astronomie.info/img/ereignishorizont.gif
sollte sogar analytisch lösbar sein, sicher jedoch numerisch.
Falle: Werte von t, c und H im selben Masssystem verwenden, sonst rechnet man Unsinn zusammen.
H im SI System ist 2.3e-18 1/s, Zeit in Sekunden und c=299792458 m/s
RH erhält man dann in Metern.
Hat jemand lust?
Da wir bereits in der Phase (http://javascript<b></b>:popup('http://lexikon.astronomie.info/keywords/Phase.html');) des exponentiellen Wachstums leben, kann man bei geringen Genauigkeitsanspruch sinh(a*t) = 0.5*(exp(a*t) - exp(-a*t)) mit sinh(a*t) ~= 0.5*exp(a*t) annähern. Für grosse t wird diese Näherung besser.
Meint jedenfalls Roland
Forum-Moderator
Oben muß es natürlich 46 Milliarden Lichtjahre heißen
Sheela3004
11.05.2006, 23:30
Ich habe versucht das Integral zu lösen, aber das Ergebnis, das Maple liefert, verwirrt mich doch sehr. Ich weiss zwar nicht, wie Roland der Moderator es gelöst hat aber er schreibt:
inzwischen habe ich mal das Integral oben gelöst. (wie ?:confused: )
Wenn man als Integrationzeit 380'000 Jahre bis heute nimmt (380'000 Jahre = Durchsichtigwerden des Weltalls) erhält man den Telichenhorizont oder die Antwort darauf, wieweit die Galaxien heute geometrisch weg sind, die sich aus den Gaswolken gebildet haben, die wir jetzt als Mikrowellenhintergrund sehen:
Teilchenhorizont = 46 Milliarden Lichtjahre, wie es auch im Artikel steht.
Wenn man nun von heute bis unendlich integriert erhält man den Ereignishorizont. Er beträgt 15.4 Milliarden Lichtjahre.
Der Teilchenhorizont nimmt dauernd zu. 100 Milliarden Jahre nach dem Urknall beträgt er 61.5 Milliarden Lichtjahre. Der Ereignishorizont wird dann jedoch nur noch 73 Millionen Lichtjahre entfernt sein. in einer Billion Jahren hat er nur noch einen halben Meter (http://javascript<b></b>:popup('http://lexikon.astronomie.info/keywords/Meter.html');) Radius um jeden Beobachter, dies ist der "Big-Rip", falls die Friedmanngleichung auch dann noch die Expansion beschreibt.
Vielleicht haben die Autoren des Artikels sich auf den Teilchenhorizont bezogen?
Doch was mich eher interessiert ist die Frage, was würde man im Laufe der Jarmilliarden sehen? Wie würde eine Simulation des HUDF aussehen, wenn man die Zeit 100 Milliarden Jahre vorwärts laufen lassen könnte?
Dein Einwand, Bernie, wegen der Mikrowellenhintergrundtemperatur habe ich nicht ganz kapiert, vielleicht kannst Du das nochmals anders formulieren. Deine Schlussfolgerung ist aber richtig.
In unserem Weltall hatte in der Tat die Ausdehnungsrate (km/s/Megaparsec) einmal ein Minimum von knapp 60 km/s/Megaparsec 7 Milliarden Jahre nach dem Urknall. Heute ist sie wieder auf 70 km/s/Megaparsec (alles +/- 4 km/s/Megaparsec) angestiegen.
Man müßte wohl den ganzen Artikel auf radosophische Aspekte hin untersuchen und ihn vielleicht Chris Hillman melden
http://www.math.ucr.edu/home/baez/RelWWW/wrong.html
Sheela3004
13.05.2006, 05:38
Nach ausführlichem Studium des Orginaltextes von Tamara M. Davis und Charles H. Lineweaver:
http://www.mso.anu.edu.au/~charley/papers/DavisLineweaver04.pdf
glaube ich, dass sie recht haben. Somit fußt der Artikel im Spektrum der Wissenschaft 3/2005 auf einer soliden Grundlage.
Tamara M. Davis hat einen etwas ausführlicheren Text zum gleichen Thema verfasst: http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0402278
Hier noch ein Link auf den Orginaltext im Spektrum der Wissenschaft: http://homepage.univie.ac.at/Michael.Berger/lit/urknall.pdf
Sheela3004
14.05.2006, 16:04
Das ist sozusagen ein Nachtrag.
Ich hab mich gefragt, ob es im Zusammenhang mit den neuesten Erkenntnissen des Standardmodells der Kosmologie nicht auch Kritik an der Relativitätstheorie gibt. Die gibt es tatsächlich:
The Faulty Assumptions of the Expanding-Universe Model vs. the Simple and Consistent
Principles of a Flat-Universe Model
Jin He
Dazu der Link:
http://www.arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0605/0605213.pdf
Das wäre doch mal ein aktuelles Beispiel für die Gruppe G.O. Müller.
Jin He taucht als Kritiker bei G.O. Müller jedenfalls bisher nicht auf, obwohl
seine Veröffentlichungen auch teilweise im Jahr 2005 erfolgten.
TinoKuBa
16.05.2006, 15:45
Ich denke wir leben auf einer Hyperkugel, die sich mit überlichtgeschwindigkeit ausdehnt.
Ich hab gehört, dass wir in jede Richtung etwa 13,5 Mrd Lichtjahre gucken können.
Ich hab gehört, dass wir in jede Richtung etwa 13,5 Mrd Lichtjahre gucken können.[/QUOTE]
Dann wäre unser Sonnensystem ja der Mittelpunkt in diesem Hyperkugel Universum!
Also ich hab gehört, daß das Universum eher etwas wie ein breiter Gürtel ist der sich ausdehnt! Demnach wäre der Ort des Urknalls heute nicht mehr im Universum und es gäbe auch keinen Anfang und kein Ende!
Stimmt das?
Dann wäre unser Sonnensystem ja der Mittelpunkt in diesem Hyperkugel Universum!
Nein, dann wäre das Sonnensystem der Mittelpunkt eines Kugeluniversums!
Bei einer Hyperkugel muss du eine Dimension höher (oder tiefer, was das ganze vereinfacht) denken - auf der Oberfläche eines Ballons kannst du gut zwei Punkte haben, die mehr als einen Ballonradius voneinander entfernt sind - tatsächlich können zwei Punkte sogar bis 3.1415... = Pi Ballonradien voneinander entfernt sein. Trotzdem gibt es keinen "Mittelpunkt" auf der Ballonoberfläche.
Sheela3004
19.05.2006, 16:07
Inzwischen hasse ich Hyperkugeln:mad:
Wenn das so weiter geht mache ich einen Thread Hyperkugeln auf.:D
Aha danke!
Das Hyperkugel Universum ist also wie ein Ballon! Ist dann die dunkle Materie und die dunkle Energie wie die Luft in diesen "Ballon"? oder liege ich hier wieder falsch?
TinoKuBa
20.05.2006, 16:22
ich würde sagen, in diesem zusammenhang gibt es keine dunkle energie, denn die scheinbare beschleunigte ausdehnung des universums könnte so erklärt werden:
Der Radius der Hyperkugel dehnt sich gleichmäßig aus. Die Formel für den Oberfläche der Kugel ist 4*Pi*r²
So kann man sagen:
Wenn r=1 dann Ao= 12,57
Wenn r=2 dann Ao= 50,27
Wenn r=3 dann Ao= 113,10
Wenn r=4 dann Ao= 201,06
Wenn r=5 dann Ao= 314,16
Einheiten spielen hier jetzt keine Rolle. Man kann aber sehen, dass wenn sich der Radius ganz gleichmäßig ausbreitet, tritt bei der Oberfläche eine Ausbreitungsbeschleunigung auf, daher glauben wir das Universum breitet sich schneller werdent aus obwohl es sich ganz gleichmäßig ausbreitet, nur die Oberfläche breitet sich schneller werdent aus.
Ich denke die Hyperkugel ist, zumindest in den äußeren Bereichen, leer, denn wir wissen, dass sich der Raum mit überlichtgeschwindigkeit ausdehnt. Materie kann sich jedoch nicht schneller als licht bewegen. Aber vielleicht gelten ja im Hyperraum andere gesetzte.
Sheela3004
20.05.2006, 23:47
Also im Augenblick ist das die Standard- Aussage laut Wikipedia:
Im CDM-Standardmodell (CDM von engl. Cold Dark Matter, „kalte dunkle Materie“) sowie dem aktuelleren Lambda-CDM-Standardmodell, welches die gemessene Beschleunigung der Expansion des Universums berücksichtigt, wird von einer euklidischen Geometrie (http://de.wikipedia.org/wiki/Euklidischen_Geometrie) (einem flachen Universum) und einem unendlichen Volumen des Universums ausgegangen.
Irgendwie müßte mich mal jemand aufklären, wie man von der derzeitigen Standard-Aussage zu 4*Pi*r² kommt.
Sonst kommt mir das wie dieses Beispiel vor:
Jeder kennt die transzendente Zahl Pi. Sie beträgt bekanntlich:
Pi = 3,141592653589793238462643383279502884197169399375 10...
Eine andere bekannte transzendente Zahl ist die sogenannte Eulersche:
e= 2,7182818284590452353602874713526624Und jetzt brauchen wir noch eine transzendente Zahl, nämlich die Wurzel aus 3 (SQRT aus 3 = 1,7320508). Wir multiplizieren e mit Wurzel aus 3 und dividieren Pi durch das Ergebnis. Was bekommen wir da heraus? Erstaunlicherweise die Gravitationskonstante!
wenn man noch ein paar Zehnerpotenzen und Einheiten dazufügt
mfg Christian
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