Astronomen entdecken riesigen "Leerraum" im Universum

[Orbit]

Hallo Bynaus

Das Sichtbare Universum hat einen Durchmesser von knapp 100 Milliarden Lichtjahren,... Also etwa eine Million mal grösser als der entdeckte Leerraum. Das scheint mir nicht besonders überraschend...

Jetzt hast Du mich abgehängt, obwohl ich schon weiss, wie Du auf die 100E9 ly kommst. 90 wären's nach dem flat-Modell. Aber vergleichst Du hier nun nicht Kirschen mit Pflaumen?
Die Milliarde ly stehen doch für den beobachteten Durchmesser des 'Loches'. Wenn Du die nun aber verharmlosend mit der comoving radial distance vergleichst, müsstest Du doch bedenken, dass auch das Loch in diesem Kontext einen entsprechend grösseren Durchmesser hat.

Gruss Orbit

 

[Orbit]

Hallo Toni
Du bist nicht das erste Ballon-Opfer. Ursprünglich als um eine Dimension reduziertes Modell zur Veranschaulichung des expandierenden Universums gedacht, stiftet es immer wieder Unheil, weil immer wieder übersehen wird, dass eine Dimension fehlt und der Innenraum des Ballons nicht den dreidimensionalen Raum bedeutet. Bynaus' Antwort ist die kürzeste und beste, die zu diesem Missverständnis je gelesen habe:

Eben nicht ganz. So wie ein expandierender Kreis mit Punkten darin dein Luftballonmodell nicht genau abbilden kann, kann dein Luftballonmodell die Expansion des Universums nicht erklären.

Aber nun doch noch eine kleine Nörgelei zum andern Bild von Bynaus, das ich im übrigen auch gut finde:

Kriecht ein flaches Tierchen über einen farbigen Ballon. Plötzlich findet es eine Stelle, an der etwas weniger Farbe ist als an anderen Stellen. "Hurra", ruft es, "endlich bin ich im Mittelpunkt des Ballons angekommen..."

In dieser zweidimensionalen Welt kann es nirgendwo weniger Farbe geben, nur eine andere Färbung - vielleicht. Denn weniger Farbe hat mit weniger Volumen zu tun, und im vermeintlichen Mittelpunkt wäre eine Delle. Eine zweidimensionale Delle gibt es aber nicht. ^^

Und noch ein Aperçu zum Thema:

Das Weltall ist ein Kreis, dessen Mittelpunkt überall, dessen Umfang nirgends ist. (Blaise Pascal)

Gruss Orbit

 

[mac]

Hallo Orbit,

in diesem Link http://www.nrao.edu/pr/2007/coldspot/graphics.shtml
findest Du die entsprechende Größenangabe in ° (ca. 8°) Mit dem advanced Calculator von Ned Wright kannst Du die damalige Größe ausrechnen.

Die damalig Scale (flat) war (für 6E9 Lichtjahre Entfernung (z=0,65) 6,5E8 Lichtjahre und für 1E10 Lichtjahre Entfernung (z=1,85) 8E8 Lichtjahre Durchmesser) Am z siehst Du, daß die Vergrößerung in der Zwischenzeit nicht allzu groß gewesen ist.

Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

Hallo mac
Also wurde die Kirsche schon auf Pflaume umgerechnet, und verglichen mit der Mutterpflaume ist sie, wie Bynaus sagt, halt eine Pflaume mit einem fast 1E6 mal kleineren Volumen.
Danke für den Link.

Herzliche Grüsse
Orbit

 

[pauli]

vlt. sind das Raumbereiche, in denen sich Materie und Antimaterie zufällig die Waage hielten und zerstrahlten. Nach einiger Zeit verflüchtigt sich auch die Strahlung.

 

[komet007]

Aber genau so gut könnte hier zum ersten Mal sichtbar werden, dass womöglich die sogenannte Hintergrundstrahlung keine Hintergrundstrahlung ist, bzw. dass zumindest ein Teil der Hintergrundstrahlung eine Vordergrundstrahlung ist.

Der kalte dunkle Fleck wäre dann durch fehlende strahlende Materie entstanden.

Wenn dem so ist, wie Rudnik es in dem Artikel im letzten Absatz erklärt, dann stelle ich mir die Frage, was von der ursprünglichen Hintergrundstrahlung überhaupt noch übrig ist, wenn sich deren Energiebetrag beim Durchqueren des Universums verändert hat.
Diese Entdeckung profitiert möglicherweise davon, bisher hatte ich allerdings selbst eine völlig andere Vorstellung über die Interpretation der HS. Dann hast du auch tatsächlich recht, dass sich in den WMAP-Daten mehr der Vorder- als der Hintergrund abzeichnet. Im Grunde könnte man dies nun damit gleichsetzten, dass es sich bei der HS um die Restwärmestrahlung aller Galaxien des Universums handelt, wobei aus Raumbereichen mit niedriger Dichte, so wie es bei diesem Leerraum der Fall ist, weniger Wärme zu uns gelangt.
Zudem geht es um die Polarität der HS, diese wurde dann womöglich nicht durch die Reionisation, sondern wesentlich später erst durch den galaktischen Vordergrund polarisiert.

 

[Bynaus]

@Orbit: 100E9, hab ich nur genommen, weils so falsch nicht zu sein scheint (Wikipedia spricht von 96E9), und weils dann so eine schöne Zahl gibt.

Danke am mac für den Link!

 

[Orbit]

Hallo komet007

Wenn dem so ist, wie Rudnik es in dem Artikel im letzten Absatz erklärt,

Meinst Du diesen Absatz?

... Fliegen die Photonen, also Lichtteilchen, der Hintergrundstrahlung, durch eine Region mit Materie erhalten sie so ein klein wenig zusätzliche Energie, wodurch die Hintergrundstrahlung aus diesem Bereich etwas wärmer erscheint. Umgekehrt verlieren sie ein wenig Energie, wenn sie durch einen materiefreien Raum fliegen, was die Hintergrundstrahlung kälter erscheinen lässt.

Der ist aber nicht von Rudnik, sondern von Stefan Deiters und der wiederum hat's wohl, wie Spiegel-online auch, von einem gewissen Herrn Reuters.^^
Was Du da nun hinein interpretierst

... dann stelle ich mir die Frage, was von der ursprünglichen Hintergrundstrahlung überhaupt noch übrig ist, wenn sich deren Energiebetrag beim Durchqueren des Universums verändert hat.

ist m.E, falsch.
Der Raumbereich, in dem diese HS gemessen wird, hat das Universum nicht durchquert und somit auch nicht seine Temperatur. Der Bereich hat sich seit z1089 durch die Expansion nur gedehnt und auch entfernt. Das weisst Du auch, ich weiss. Nicht die Hintergrundstrahlung ist von dort zu uns gekommen, sondern nur die Information über sie. Und da muss dann halt umgerechnet werden; aber dazu haben wir ja inzwischen den Kalkulator von Ned Wright.^^
Ich denke, Stefan Deiters habe das nicht gerade glücklich formuliert und zu diesem Missverständnis beigetragen.

Im übrigen verstehe ich nicht, was Du da mit Marc diskutierst:
Natürlich hat ein Hintergrund auch einen Vordergrund. Penzias und Wilson entdeckten vor 42 Jahren hinter der Vordergrundstrahlung eine gleichmässige, langwellige Hintergrundstrahlung, deren Wert proportional zu 1/(z+1) ist. Und zwar überall im RAUM.

@ Marc: Stellst Du Dir bei 'Hintergrund' so etwas wie eine Theaterkulisse vor?
Das wäre dann aber nur die Projektionsfläche für die Strahlung, die überall im Raum gleichmässig verteilt ist. Bei 'Hintergrund' denkt man hier aber besser an Musik. Das ist unverfänglicher.

Und noch etwas: In diesem Super-Void ist natürlich nicht nichts! Die Temperaturdifferenzen der Hintergrundstrahlung sind ja sehr klein, hier sind sie wohl ein wenig grösser; aber immer noch klein. Es mag zwar keine oder äusserst wenige Himmelskörper geben dort. OK. Aber man darf sich deshalb nicht ein absolutes Vakuum vorstellen. Die wenigen Teilchen pro m^3, die es auch dort gibt, liegen einfach ein bisschen weiter auseinander.

Herzliche Grüsse
Orbit

 

[komet007]

Der ist aber nicht von Rudnik, sondern von Stefan Deiters und der wiederum hat's wohl, wie Spiegel-online auch, von einem gewissen Herrn Reuters.^^
Was Du da nun hinein interpretierst

ist m.E, falsch.

Hallo Orbit

Im Spiegel steht nichts über die Interpretation der HS-Daten, es geht um diesen Abschnitt:

Der jetzige Fund liefert die Antwort: "Unser überraschendes Ergebnis muss noch einmal unabhängig überprüft werden, aber es sieht ganz so aus, als würde sich die etwas kältere Temperatur der Hintergrundstrahlung an dieser Stelle durch ein riesiges Loch in sechs bis zehn Milliarden Lichtjahren Entfernung von der Erde erklären lassen," so Rudnick.

Als Grund dafür, dass sich die Hintergrundstrahlung in einem solchen Loch leicht abkühlt, führen die Wissenschaftler die rätselhafte Dunkle Energie an, die dafür sorgt, dass sich unser Universum beschleunigt ausdehnt.Fliegen die Photonen, also Lichtteilchen, der Hintergrundstrahlung, durch eine Region mit Materie erhalten sie so ein klein wenig zusätzliche Energie, wodurch die Hintergrundstrahlung aus diesem Bereich etwas wärmer erscheint. Umgekehrt verlieren sie ein wenig Energie, wenn sie durch einen materiefreien Raum fliegen, was die Hintergrundstrahlung kälter erscheinen lässt.

Der Raumbereich, in dem diese HS gemessen wird, hat das Universum nicht durchquert und somit auch nicht seine Temperatur.

Genau darum geht es bei der "Diskussion" mit Marc bzgl. der Aussage dieses Abschnittes. Die HS muss diesen Raumbereich durchquert haben, da dieser in einer Entfernung von ca. 10 Mrd. LJ liegt, er befindet sich also vor der Hintergrundstrahlung.
Dabei muss man sich vorstellen, dass die HS 375.000 Jahre nach dem Urknall ausgesandt wurde. Sie hat auf ihrem Weg bis zu uns also 13,69625 Mrd. LJ zurückgelegt. Aus den Raumbereichen, die sie auf ihrem Weg bis zu uns durchquert hat, hat sie entweder Energie (Temperatur) aufgenommen oder verloren.
Wenn diese Interpretation also stimmt, so stellt sich uns heute die HS in einer völlig anderen Form dar, als in der, die sie urprünglich hatte. Sie wirkt dabei also wie eine Art Indikator für alles was danach kam.

Der Bereich hat sich seit z1089 durch die Expansion nur gedehnt und auch entfernt. Das weisst Du auch, ich weiss. Nicht die Hintergrundstrahlung ist von dort zu uns gekommen, sondern nur die Information über sie.

Die Hintergrundstrahlung, die aus dem Raumbereich mit der Lücke kam, hat uns bereits vor über 3 Mrd. Jahren passiert. Sehr schön sieht man das vor allem in der Illustration im Spiegel Artikel.

Grüßle

 

[Marc]

Hallo Orbit


Die Hintergrundstrahlung, die aus dem Raumbereich mit der Lücke kam, hat uns bereits vor über 3 Mrd. Jahren passiert. Sehr schön sieht man das vor allem in der Illustration im Spiegel Artikel.

Grüßle

Du bringst es hier auf den Punkt, da stimme ich dir voll zu.

Wenn aber mehr Hintergrundstrahlung tatsächlich eine Vordergrundstrahlung wäre, dann hätte man ein anderes Problem. Weil die Strahlung bei uns so gleichmässig ankommt, (Schwankungen im mK-Bereich), müsste sie in relativer Nähe zu uns gleichmässig verteilt werden, da ja die Galaxien und Galaxienhaufen nicht dicht an dicht stehen. Wie so etwas aber gehen könnte, übersteigt meinen Kenntnisstand.

Aber hochspannend finde ich solche Beobachtungen allemal.

Gruss Marc

 

[Marc]

@ Marc: Stellst Du Dir bei 'Hintergrund' so etwas wie eine Theaterkulisse vor?
Das wäre dann aber nur die Projektionsfläche für die Strahlung, die überall im Raum gleichmässig verteilt ist. Bei 'Hintergrund' denkt man hier aber besser an Musik. Das ist unverfänglicher.

Und noch etwas: In diesem Super-Void ist natürlich nicht nichts! Die Temperaturdifferenzen der Hintergrundstrahlung sind ja sehr klein, hier sind sie wohl ein wenig grösser; aber immer noch klein. Es mag zwar keine oder äusserst wenige Himmelskörper geben dort. OK. Aber man darf sich deshalb nicht ein absolutes Vakuum vorstellen. Die wenigen Teilchen pro m^3, die es auch dort gibt, liegen einfach ein bisschen weiter auseinander.

Herzliche Grüsse
Orbit

Ich würde mal annehmen, dass es in diesem Riesenvoid sicher auch Materie und Sterne und ein paar Galaxien gibt, die man wohl nicht so ohne weiteres in den Teleskopen sehen bzw. von den anderen Quellen unterscheiden kann.

Interessant ist doch auch, dass der Riesenvoid schon beim Big Bang seine Wurzeln haben muss. Es ist wohl kaum zu erwarten, dass die Materie dieses Gebietes in den wenigen Mia Jahren dieses Gebiet verlassen hat. Galaxien und Galaxienhaufen bewegen sich ja nur mit einigen Tausend km/s. Die Zeit hätte dazu nicht gereicht.

Ansonsten schliesse ich mich den Aussagen von Komet007 von 13h11 an. Ich denke, das kann man so stehen lassen.

Gruss Marc

 

[Orbit]

Hallo komet007

Die HS muss diesen Raumbereich durchquert haben, da dieser in einer Entfernung von ca. 10 Mrd. LJ liegt, er befindet sich also vor der Hintergrundstrahlung.

Es scheint so, dass einer von uns beiden weder die Expansion noch das Wesen der Hintergrundstrahlung wirklich verstanden hat.

Ich bleibe aber dabei: Die HS ist, überall und - abgesehen von winzigen Schwankungen - überall gleich. Man kann also nicht räumlich von einem davor und dahinter reden. 3 Milliarden LJ 'hinter' dem Giga-Void liegt lediglich die raumzeitliche Projektionsfläche, wo alle Strahlung, die heute eine Temperatur von 2.7 K° hat noch rund 3000 K° heiss ist oder 'erscheint' - wie Du willst.

Dabei muss man sich vorstellen, dass die HS 375.000 Jahre nach dem Urknall ausgesandt wurde.

Die wurde nicht 'ausgesandt', die WAR überall im damaligen Universum. Und sie hat deshalb keinen Weg zurück gelegt und auch nicht, wie Du meinst

Aus den Raumbereichen, die sie auf ihrem Weg bis zu uns durchquert hat, hat sie entweder Energie (Temperatur) aufgenommen oder verloren.

Und nochmals

Die Hintergrundstrahlung, die aus dem Raumbereich mit der Lücke kam, hat uns bereits vor über 3 Mrd. Jahren passiert. Sehr schön sieht man das vor allem in der Illustration im Spiegel Artikel.

Da 'kam' keine HS. Wir detektieren sie nur dort.
Noch ein Bild dazu:
Du wohnst in der Vorstadt. Im Stadtzentrum, sagen wir in 5 km Entfernung, findet ein Rockkonzert statt. Es beginnt Punkt 21.00Uhr. (Was natürlich bereits eine falsche Annahme ist; denn pünktlich beginnende Rockkonzerte gibt es nicht.^^)
15 Sekunden nach 21 Uhr hörst Du von Deinem Balkon aus den Beginn des Konzerts. Wenn Du nun Deinen Freunden, die gerade zu Besuch sind, erklärst, die Rockband habe nun genau 15 Sekunden gebraucht um Euch auf dem Balkon einen Besuch abzustatten und beifügst, das sei auch weiter nicht verwunderlich, da sich Rockbands bekanntlich mit Schallgeschwindigkeit fortbewegen,....

Gruss Orbit

 

[Orbit]

Marc

Ansonsten schliesse ich mich den Aussagen von Komet007 von 13h11 an. Ich denke, das kann man so stehen lassen.

Folglich gilt

Es scheint so, dass einer von uns beiden weder die Expansion noch das Wesen der Hintergrundstrahlung wirklich verstanden hat.

auch für uns beide. ^^

Orbit

 

[komet007]

Die wurde nicht 'ausgesandt', die WAR überall im damaligen Universum. Und sie hat deshalb keinen Weg zurück gelegt und auch nicht, wie Du meinst

Hallo Orbit

aber es ist doch ganz einfach und das Schöne an Photonen ist, dass ihnen die Expansionsgeschwindigkeit des Raumes egal ist, sie bewegen sich IMMER mit Lichtgeschwindigkeit. Und noch schöner ist, dass Zeit, Geschwindigkeit und Wegstrecke dabei proportional sind. Genau so verhält es sich auch mit den Photonen der Hintergrundstrahlung, als sie nach der Reionisationsphase entkoppelt wurden und ihre Reise durchs All antraten.
Die Photonen der Hintergrundstrahlung die uns heute erreichen, sind definitiv 13,69625 Mrd. Jahre alt und haben dabei auch dieselbe Distanz zurück gelegt.
Auf ihrem Weg haben sie deshalb auch diesen Leerraum durchquert, wobei sie an Energie verloren haben.
Da sich der Leerraum näher als 13,69625 zu uns befindet, haben uns die Photonen, die aus diesem Bereich damals zu uns kamen, längst passiert.
Ich stehe also voll hinter meiner Aussage.

 

[Flop]

Hallo Bynaus

Jetzt hast Du mich abgehängt, obwohl ich schon weiss, wie Du auf die 100E9 ly kommst. 90 wären's nach dem flat-Modell. Aber vergleichst Du hier nun nicht Kirschen mit Pflaumen?
Die Milliarde ly stehen doch für den beobachteten Durchmesser des 'Loches'. Wenn Du die nun aber verharmlosend mit der comoving radial distance vergleichst, müsstest Du doch bedenken, dass auch das Loch in diesem Kontext einen entsprechend grösseren Durchmesser hat.

Das Volumen dieses Loches hängt wohl auch davon ab wie weit es in den Raum hinein ragt...d.h: sehen wir vorne auf ein schlauchartiges Loch, oder auf einen Pfannkuchen...

 

[Orbit]

Hallo Flop
Über die exakte Grösse dieses Volumens muss man sich bei der sehr ungenauen Distanzangabe (5 bis 10 Milliarden Lichtjahre) eh keine Gedanken machen. Das liegt nämlich bei z = 0.6 bis z = 2.7. Das gibt einen Unsicherheitsfaktor von etwa 2,3 ((2.7 + 1)/ (0.6 + 1)).
Die Proportion Loch/Universum bleibt aber stets dieselbe.

Gruss Orbit

 

[Raumgleiter]

Eins ist mir nicht ganz klar. Wie kann Strahlung an Energie gewinnen, wenn sie Zonen mit Materie durchquert und Energie verlieren, wenn sie Materie freie Bereiche durchquert?
Welcher Mechanismus steht dahinter?

 

[Marc]

Dunkle Energie

Eins ist mir nicht ganz klar. Wie kann Strahlung an Energie gewinnen, wenn sie Zonen mit Materie durchquert und Energie verlieren, wenn sie Materie freie Bereiche durchquert?
Welcher Mechanismus steht dahinter?

Die Astronomen nehmen die dunkle Energie und die beschleunigte Expansion zu Hilfe, um diesen Effekt zu erklären.

http://www.heise.de/tp/r4/artikel/26/26043/1.html

Da die Eigenschaften der dunklen Energie bis jetzt aber nicht wirklich restlos aufgeklärt sind, bleibt das vorläufig nur Spekulation.

Gruss Marc

 

[Toni]

Ich armes Opfer-Lamm!

Hallo Toni
Du bist nicht das erste Ballon-Opfer. Ursprünglich als um eine Dimension reduziertes Modell zur Veranschaulichung des expandierenden Universums gedacht, stiftet es immer wieder Unheil, weil immer wieder übersehen wird, dass eine Dimension fehlt und der Innenraum des Ballons nicht den dreidimensionalen Raum bedeutet.

Hallo Orbit,

irgendwie verstehe ich nicht, wieso in dem dreidimensionalen (Zeit jetzt mal als Dimension weggelassen) Raumvolumen des Inneren dieses Ballons im Vergleich zum Universum eine Dimension fehlen sollte?? Dehnt sich der Ballon in der Unterdruckkammer aus, so entfernen sich alle in ihm enthaltenen Moleküle proportional zueinander - und es wird dabei sogar kälter! Im Prinzip dehnt sich der Raum im Inneren des Ballons aus und die Moleküle werden durch eben diese (beschleunigte) Ausdehnung in ihren Abständen zueinander sozusagen auseinandergerissen. Ebenso entsteht für jeden Betrachter innerhalb dieses Ballon-Universums aufgrund der beschleunigten Ausdehnung ein eigener kleinerer "Sichtbarkeits-Ballon", wie die in unserem Universum bestehende derzeitige Sichtbarkeitsgrenze bei ca. 13,7 Mrd. Lichtjahren.

Dass die treibenden Kräfte, zum einen bei der Ausdehnung des Raumes in unserem Universum und zum anderen bei der Ausdehnung meines Ballon-Modells, unterschiedlicher Natur sind ist mir klar, darauf habe ich aber schon hingewiesen. Ich sehe signifikant keinen Unterschied in der molekularen Ausdehnung meines Ballon-Inneren mit der Ausdehnung des Raumes in unserem Universum. Aus diesem Grund habe ich ja auch für meinen Vergleich das dreidimensionale Innere eines Ballons genommen und nicht, wie in so vielen anderen Vergleichen, nur die zweidimensionale Oberfläche eines Ballons.

Ballonfahrende Grüße von
Toni

 

[albert]

Hi Marc

Da die Eigenschaften der dunklen Energie bis jetzt aber nicht wirklich restlos aufgeklärt sind, bleibt das vorläufig nur Spekulation.

Echt?: "nicht wirklich restlos aufgeklärt", das ist aber wirklich bärenstark.

Von aufgeklärt nicht die Spur einer Spur.
Aber ich bewundere deine optimistische Aussage