Alter des Universums

[Pegasus]

Hallo allerseits!

Ich bin ein laie aber diese frage ist für mich recht interessant.

Wie im Titel schon beschrieben ist das Universum laut meinen Kenntnissen 13,7 Milliarden Jahre alt.
Das Universum erstreckt sich aber 93 Milliarden Lichtjahre.
Ich hoffe die Angaben stimmen annähernd.

Wie ist das möglich dehnt sich hier der Raum schneller aus als die Lichtgeschwindigkeit?

Danke für eure Anteilnahme

 

[Solarius]

Ich bin ein laie aber diese frage ist für mich recht interessant.

Geht mir auch so.
Hier ist eine schöne Seite:
http://unendliches.net/german/index.htm?universum.htm
Ich zitiere mal daraus:

Das Universum ist wahrscheinlich unendlich groß. In manchen populärwissenschaftlichen Büchern findet man Angaben zwischen 13,7 und 46 Milliarden Lichtjahren zum Radius des Universums. Beides ist Unsinn. Im ersten Fall wurde das Alter mit der Größe des Universums verwechselt, im zweiten Fall der beobachtbare Bereich mit dem ganzen Universum.
Etwa 13,7 Milliarden Lichtjahre betrüge der Radius des Universums dann, wenn es als Punkt begonnen und sich seitdem an den Rändern konstant mit Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt hätte. Jedoch war sein Anfang weder punktförmig, noch ist die Ausdehnung des Raumes durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt. 46 Milliarden Lichtjahre beträgt der Radius des ►Hubble-Volumens, des potentiell beobachtbaren Teils des Universums. Er lässt sich aus der ►Rotverschiebung der Hintergrundstrahlung berechnen. Hinter dem Hubble-Volumen beginnt der Teil des Universums, der prinzipiell für uns nicht mehr beobachtbar ist.
Wenn das Universum flach, nicht begrenzt und nicht mit sich selbst verbunden ist, dann ist es unendlich groß***.

 

[Kosmo]

Das Universum ist wahrscheinlich unendlich groß.

Ich glaube nicht, dass diese Aussage so korrekt ist. Meinem Verständnis nach sollte ein sich ausdehnendes Universum mit einem Urknall am Beginn nicht unendlich groß sein. Eine Geometrie ohne Ende ist nicht gleichzusetzen mit unendlich. Man könnte höchstens sagen, dass ein unendliches Universum nicht ausgeschlossen werden kann, da nur ein Teil sichtbar ist.

 

[Bynaus]

Das Universum erstreckt sich aber 93 Milliarden Lichtjahre.

Wie im Zitat von "unendliches.net" schon steht: Das ist nur der Teil, den wir sehen können.

Etwa so, wie wenn man am Ufer einer einsamen Insel mitten im Ozean steht und (z.B. mit einem vorbeifahrenden Schiff) bestimmt, wie weit man sehen kann (ein paar km). Das heisst aber nicht, dass dahinter die Welt aufhört. Man sieht sie bloss nicht mehr. In unserem Fall, weil das Licht aus diesen Regionen noch keine Zeit hatte, uns zu erreichen.

Zudem muss man immer beachten, welche Distanz man meint: Die Distanz zur Zeit, als das Licht ausgesandt wurde? Die Distanz, die das Licht in der Zeit seit seiner Aussendung überbrückt hat? Die Distanz, die heute zwischen dem Punkt der Lichtaussendung und uns liegt? Die Zahl "93 Mrd Lichtjahre" bezieht sich, soviel ich weiss, auf letzteres.

Wie ist das möglich dehnt sich hier der Raum schneller aus als die Lichtgeschwindigkeit?

Der Raum hat sich am Anfang mit sehr viel mehr als Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt, während der Phase der sog. "Inflation" - zumindest kann eine solche Phase viele sonst unverständliche Phänomene elegant erklären.

Nach allem was wir wissen, gibt es keine Obergrenze dafür, wie schnell sich der Raum ausdehnen kann. Es gibt nur eine Obergrenze dafür, wie schnell sich Objekte DURCH diesen Raum bewegen können (eben die Lichtgeschwindigkeit).

Meinem Verständnis nach sollte ein sich ausdehnendes Universum mit einem Urknall am Beginn nicht unendlich groß sein.

Es gibt keinen Grund anzunehmen, das Universum sei beim Urknall tatsächlich ein Punkt im 3D-Raum gewesen.

Stell dir ein unendlich weit ausgedehntes, 3D-Gitternetz vor. Nun machst du die Abstände zwischen den Knotenpunkten immer kleiner, bis zur Singularität. Von jedem Punkt aus gesehen dehnt sich das Gitternetz-Universum dann nur mit endlicher Geschwindigkeit aus - und trotzdem ist es unendlich ausgedehnt.

Natürlich können wir aber nicht wissen, ob das Universum "nur" sehr viel grösser als das sichtbare Universum ist, oder tatsächlich unendlich gross.

 

[Ich]

Ich möchte noch hinzufügen, dass das Hubble-Volumen keineswegs der beobachtbare Teil des Universums ist.

 

[Entro-Pi]

Stell dir ein unendlich weit ausgedehntes, 3D-Gitternetz vor. Nun machst du die Abstände zwischen den Knotenpunkten immer kleiner, bis zur Singularität. Von jedem Punkt aus gesehen dehnt sich das Gitternetz-Universum dann nur mit endlicher Geschwindigkeit aus - und trotzdem ist es unendlich ausgedehnt.

Natürlich können wir aber nicht wissen, ob das Universum "nur" sehr viel grösser als das sichtbare Universum ist, oder tatsächlich unendlich gross.

Wissen können wir es nicht. Aber eine solche Unendlichkeit würde ja mehrere andere Sachen implizieren. Hätte dann nicht auch unendlich Energie zur Verfügung stehen müssen, um die Ausdehnung überhaupt möglich zu machen? Und wenn es unendlich Energie gäbe hätte daraus dann nicht unendlich Materie entstehen müssen? Das klingt ja schon überaus abenteuerlich. Nicht für umsonst lehnen Physiker den Gedanken an Unendlichkeit ab.

 

[SRMeister]

Ich hatte mal ausgerechnet wie groß das Universum sein könnte, wenn man davon ausgeht, dass die Chance 50/50 ist, das man sich "im inneren Teil" befindet (also keinen Rand sieht) oder sich "im Randbereich befindet" also innerhalb seines sichtbaren Radius einen Rand sieht.
Kurz gesagt befinden sich 50% der Beobachter im Randvolumen(Rand weniger als 46Mrd LJ entfernt) und die anderen 50% im mittleren Volumen.
Ich glaube mich zu erinnern, dass das Universe dann heute eine Ausdehnung von ca. 250 Mrd Lj haben würde.(Wir befinden uns logischerweise irgendwo im zentralen Bereich)
Der Rest ist Glaube.

 

[Bynaus]

Hätte dann nicht auch unendlich Energie zur Verfügung stehen müssen, um die Ausdehnung überhaupt möglich zu machen?

Der totale Energiegehalt des Universums ist ohnehin Null. Unendlich mal Null = Null.

Aber selbst wenn er es nicht wäre, dh, wenn der Energiegehalt des Universums ein klein wenig von Null verschieden wäre, so wäre er pro Raumeinheit ja trotzdem stets endlich, selbst wenn du diese Raumeinheit beliebig stark komprimierst.

Und wenn es unendlich Energie gäbe hätte daraus dann nicht unendlich Materie entstehen müssen?

Nun, wenn das Universum unendlich ist, enthält es natürlich auch unendlich viel Energie und Materie. Und damit (unter anderem) unendlich viele Kopien von dir und mir, wie wir gerade diese Diskussion führen - und an unendlich vielen Orten dieses unendlichen Universums essen wir beide gerade eine Gurke.

 

[Entro-Pi]

Der totale Energiegehalt des Universums ist ohnehin Null.

Was verstehst du unter "Energiegehalt"? Und was soll das mit der Ausdehnung des Raums zu tun haben?

Nun, wenn das Universum unendlich ist, enthält es natürlich auch unendlich viel Energie und Materie. Und damit (unter anderem) unendlich viele Kopien von dir und mir, wie wir gerade diese Diskussion führen - und an unendlich vielen Orten dieses unendlichen Universums essen wir beide gerade eine Gurke.

Hm, das gleiche dachte ich mir auch nachdem ich den Beitrag abgeschickt hatte. Da hab ich doch glatt mich und meine unendlich vielen Doubles vor die Frage gestellt, ob wir die Frage zurück ziehen oder nicht. Unendlich viele haben meiner Entscheidung zugestimmt den Beitrag nicht zu editieren.

 

[Bynaus]

Eigentlich muss ich mich jetzt zuerst mal selbst korrigieren: Das Universum enthält, wenn sein Energieinhalt pro Raumeinheit Null ist, natürlich nicht unendlich viel Energie. Es enthält Null Energie. Aber es enthält unendlich viel Materie, bzw. Energie in Form von Materie. Aber genausoviel Energie (aber mit negativem Vorzeichen) steckt in der potentiellen Energie und in der "Spannung", welche das Universum auseinandertreibt. Man kann zeigen, dass die Energie übers ganze Universum gerechnet gleich Null ist.

Ich wollte mit dieser Aussage nur deiner Vermutung entgegentreten, die Entstehung eines unendlichen Universums würde unendlich viel Energie benötigen: wenn die Entstehung jeder Raumeinheit genau Null Energie benötigt, dann braucht eben auch die Entstehung von unendlich vielen dieser Raumeinheiten Null Energie.

 

[Solarius]

Nur mal angenommen, das Universum wäre nicht flach, sondern gekrümmt. Aber so schwach gekrümmt, dass man es nicht messen kann. Wie groß wäre es denn dann mindestens? Oder anders ausgedrückt: Wie groß darf das Universum sein, so das die Krümmung gerade noch nachweisbar wäre?

 

[Ich]

Im Krümmungsradius ungefähr 150 Mrd Lichtjahre, wenn ich mich nicht verrechnet habe.