Gedankenexperiment Alter unseres Universums

godwin · 26. Feb. 2009

Hi all,

wie schon im Titel geschrieben, ein kleines Gedankenexperiment:

Annahme:
Universum doppelt so alt: ca. 30 Milliarden Jahre
Intelligente Bewohner mit Wissenstand wie wir derzeit!

Vorraussetzung:
Keine Änderungen bei den Naturkonstanten
Keine Inflation zwischendurch, keine dann zu der Zeit

Welches Alter für das Universum würde nach den heutig
benutzten Verfahren dann dort ermittelt werden?

Gäbe es Phänomene, die sich (derzeit beobachtet, aber nicht erklärbar)
die sich verschärft hätten... (evtl. sogar entschärft, somit erklärbar)

cu godwin

PS: Hallo erstmal, erster Post, nur so eine Idee zum Warmwerden!

[EDIT] Typo

FrankSpecht · 27. Feb. 2009

Gegrüßest seiest du, Godwin!
Ich hoffe nicht, du bist ein solcher Godwin:
http://de.wikipedia.org/wiki/Godwins_Gesetz

Zu deinen Fragen:

godwin schrieb:
Welches Alter für das Universum würde nach den heutig benutzten Verfahren dann dort ermittelt werden?

Dasselbe Alter, dass wir Menschen auch ermitteln.
Egal, wo du im Universum lebst, gibt es dieselbe Sichtweise wie hier auf Erden.

godwin schrieb:
Gäbe es Phänomene, die sich (derzeit beobachtet, aber nicht erklärbar) die sich verschärft hätten... (evtl. sogar entschärft, somit erklärbar)

Nein, denn die "Anderen" würden - so es sie gäbe - das Universum genauso erleben, wie wir.

Stell' dir mal vor, du stündest in deiner Heimat im Nebel. Die Sichtweite beträge 50m. In 100m Entfernung befände sich ein Tourist. Frage dich mal: Welche Sichtweite im Nebel hat nun der Tourist?

fspapst · 27. Feb. 2009

Herzlich willkommen im Forum godwin,

godwin schrieb:
Universum doppelt so alt: ca. 30 Milliarden Jahre....Welches Alter für das Universum würde nach den heutig benutzten Verfahren dann dort ermittelt werden?

So ca. 30 Milliarden Jahren ... logischerweise.

godwin schrieb:
Gäbe es Phänomene, die sich (derzeit beobachtet, aber nicht erklärbar) die sich verschärft hätten... (evtl. sogar entschärft, somit erklärbar)

Phänomene, die wir nicht erklären können, können wir auch nicht sicher in die Zukunft extrapolieren. Spielst du damit auf die DE oder auf eine zweite Inflation an?

Gruß
FS

N. H. · 27. Feb. 2009

In ferner Zukunft werden die Galaxien aber doch so weit von einander entfernt sein, dass jede einzelne Galaxie kein Licht einer anderen mehr empfängt oder? Somit könnte eine Zivilisation in der Zukunft auch nicht mehr "ihre persönliche Hubble-Konstante" oder Rotverschiebung messen.
Das würde doch erhebliche Probleme bei der Feststellung des Alters des Universums bereiten, wenn nicht sogar unmöglich machen?

Viele Grüße

fspapst · 27. Feb. 2009

N. H. schrieb:
In ferner Zukunft werden die Galaxien aber doch so weit von einander entfernt sein, dass jede einzelne Galaxie kein Licht einer anderen mehr empfängt oder?

Das ist richtig! Das dauert aber nach meinem Verständnis weit länger als 15 Milliarden Jahre bis es soweit ist.

Bis dahin werden die Galaxien nicht mehr so aussehen wir heute.
Ob es dann überhaupt noch "neue" Sterne gibt, ist eher unwahrscheinlich. Die heute "normale" Sterne sind dann äußerst rar und es gibt eine Menge Sternenleichen und SL. Also für eine Leben und somit für eine Zivilisation sehr ungünstige Verhältnisse. Das würde ich als Spätgeburt (Nicht Nachgeburt!

) bezeichnen.

Und die Hintergrundstrahlung ist dann immer noch zu messen und darüber kann ET auf die Expansion des Universums zu schließen.

Gruß
FS

N. H. · 27. Feb. 2009

fspapst schrieb:
Und die Hintergrundstrahlung ist dann immer noch zu messen und darüber kann ET auf die Expansion des Universums zu schließen.

Gruß
FS

Hallo,

das klingt richtig, aber:

wir haben zuerst die Rotverschiebung gemessen, das Ganze auf eine Expansion und somit auf den Urknall zurückgeführt. Wenn eine Zivilisation der Zukunft nun die vergleichsweise geringe Hintergrundstrahlung messen würde, könnte sie damit doch rein logisch gesehen erstmal nichts anfangen?
Sie könnten diese ja nicht auf den Urknall zurückführen, da dieser und die Expansion gar nicht bekannt sind.

Viele Grüße
N. H.

fspapst · 27. Feb. 2009

N. H. schrieb:
Sie könnten diese ja nicht auf den Urknall zurückführen, da dieser und die Expansion gar nicht bekannt sind.

Die Hintergrundstrahlung entspricht dann einer Strahlungstemperatur von geschätzten 1,5° Kelvin, mit einer charakteristischen Schwarzkörper Verteilung.
Nach den Sternenleichen wird das Alter der Galaxis auf 30E9a geschätzt.
Die Hintergrundstrahlung passt dann gut zu einer BigBang-Theorie mit anschließender Abkühlung.
Das zu einer BB-Theorie unbedingt die Fluchtgeschwindigkeit der Galaxien bekannt sein muss halte ich für nicht gegeben.
Die Flucht hat die erste BB-Theorie natürlich früher als die Entdeckung der Hintergrundstrahlung etablieren können, aber die Hintergrundstrahlung hat die BB-Theorie bestätigt und würde ohne bekannte Flucht ein solches Szenario auch etablieren.

Gruß
FS

Ich · 27. Feb. 2009

N. H. schrieb:
Das würde doch erhebliche Probleme bei der Feststellung des Alters des Universums bereiten, wenn nicht sogar unmöglich machen?

http://www.sciam.com/article.cfm?id=the-end-of-cosmology

Orbit · 05. März 2009

Sehr schöner Artikel, Ich. Damit sind nun eigentlich alle von godwin aufgeworfenen Fragen beantwortet, und N.H. bekommt auf der ganzen Linie Recht.

Orbit

fspapst · 05. März 2009

Wer den Artikel genau ließt, wird erkennen, dass die Expansion des Weltalls eine der Konsequenzen aus der RT ist, denn ein statisches Universum ist auch mit der RT nicht möglich, wie Einstein selber formulierte. Diese Theorien gegen ein statisches Universum hat mit der Entdeckung der Rotverschiebung seinen Siegeszug genommen.

Die zeitliche Reihenfolge der Entdeckungen und Theorien ist unter Galaxienflucht schön zu erkennen.

Gruß
FS

Orbit · 05. März 2009

Wer den Artikel genau ließt, wird erkennen, dass die Expansion des Weltalls eine der Konsequenzen aus der RT ist

Ja, aber darum geht's in diesem Thread eigentlich nicht.

fspapst · 05. März 2009

Orbit schrieb:
Ja, aber darum geht's in diesem Thread eigentlich nicht.

Ach nein?
Warum nicht?
Das "Gedankenexperiment Alter unseres Universums" hat also nach deiner Meinung nichts mit der ART und der Expansion des Universums und vor allen nicht damit, in welcher Reihenfolge die Theorien aufgestellt wurden?
ZENSIERTZENSIERTZENSIERTZENSIERTZENSIERTZENSIERT

Die Theorie der Expansion wurde schon vor der Entdeckung der Flucht der Galaxien und vor der Entdeckung der Hintergrundstrahlung erarbeitet.
Das ist ein Hinweis, dass auch die hypothetische Zivilisation in 30 oder 100 Milliarden Jahren diese Theorie aufstellen kann und spätestens mit der Entdeckung der Hintergrundstrahlung auch tun wird. Die ETs werden vermutlich auch vermuten, dass es weitere Sterneninseln geben könnte.

zensierter Gruß
FS

Orbit · 05. März 2009

Ach nein?

Nein, wirklich nicht. Es geht u.a. um die Frage, ob intelligente Menschen mit unseren heutigen technischen Möglichkeiten und unserem Wissen in ferner Zukunft auf einen Big Bang schliessen würden. Im von Ich verlinkten Artikel wird diese Frage verneint.

Das ist ein Hinweis, dass auch die hypothetische Zivilisation in 30 oder 100 Milliarden Jahren diese Theorie aufstellen kann und spätestens mit der Entdeckung der Hintergrundstrahlung auch tun wird.

Im Artikel steht, dass man die Hintergrundstrahlung dereinst nicht mehr messen könne, weil sie zu langwellig würde. Und selbst wenn man es noch könnte, würde man nicht auf den Gedanken kommen, dass die einmal kurzwelliger gewesen sein könnte und durch Expansion langwelliger geworden sei; denn ausser unserer eigenen, nicht expandierenden Galaxie gäbe es für einen künftigen Hubble nichts mehr am Himmel zu sehen.
Orbit

fspapst · 05. März 2009

Hallo Orbit,

Orbit schrieb:
Nein, wirklich nicht.

Das meinst du sicher nicht so!

Orbit schrieb:
Es geht u.a. um die Frage, ob intelligente Menschen mit unseren heutigen technischen Möglichkeiten und unserem Wissen in ferner Zukunft auf einen Big Bang schliessen würden. Im von Ich verlinkten Artikel wird diese Frage verneint.

Und genau darauf beziehen sich meine Antworten.
Ich widerspreche allerdings einigen Behauptungen aus dem verlinkten Artikel.

Orbit schrieb:
Im Artikel steht, dass man die Hintergrundstrahlung dereinst nicht mehr gemessen könne...

Dem widerspreche ich. Ein wirklich stichhaltiges Argument wurde nicht genannt. Das kann ich mir zwar auch vorstellen, aber auch entsprechend anders.

Orbit schrieb:
....Und selbst wenn man es noch könnte, würde man nicht auf den Gedanken kommen, dass die einmal kurzwelliger gewesen sein könnte und durch Expansion langwelliger geworden sei....

auch dem widerspreche ich. Mit welchem Argument fundierst du diese Aussage?

Orbit schrieb:
... ausser unserer eigenen, nicht expandierenden Galaxie gäbe es für einen künftigen Hubble nichts mehr am Himmel zu sehen

Dem stimme ich allerdings zu. Der zukünftige Hubble würde halt die lokale Gruppe (Riesengalaxie) durchsuchen und einige Sterne und Sternleichen, die sich sehr schnell von der Galaxie entfernen.

Einen einleuchtenden Hinweis zu meiner Behauptung möchte ich nun noch genauer beleuchten:

Die Galaxien produzieren Schnellläufer-Sterne, die sich in den intergalaktischen Raum entfernen. Mit zunemender Distanz wird also bei so starker, kosmischer Expansion diese Sterne schon bald sehr schnell von der Muttergalaxie entfernen, analog zu den Galaxien von heute.
Damit ließen sich die Expansion des Universums und h ermitteln.

zuversichtliche Grüße
FS

Sir Atlan · 05. März 2009

Hallo,

godwin schrieb:
Welches Alter für das Universum würde nach den heutig
benutzten Verfahren dann dort ermittelt werden?

Orbit schrieb:
Es geht u.a. um die Frage, ob intelligente Menschen mit unseren heutigen technischen Möglichkeiten und unserem Wissen in ferner Zukunft auf einen Big Bang schliessen würden.

Hervorgehoben durch mich!

Kann man eine Altersbestimmung des Universums durch die Metallizität der Sterne durchführen? Also quasi zurückrechnen, bis man nur noch Sterne aus H hat? Wäre natürlich nicht so genau, da man mit mittleren Lebenszyklen rechnen müsste, aber es sollte doch möglich sein eine halbwegs vernünftige Altersbestimmung durchzuführen. Ob man darüber auch auf einen Big Bang schließen kann weiß ich nicht, aber evtl. kann es mir einer sagen?

Anregende Grüße

Sir Atlan

fspapst · 05. März 2009

Sir Atlan schrieb:
Kann man eine Altersbestimmung des Universums durch die Metallizität der Sterne durchführen?

Zumindest könnte man ein Minimalalter über die Metallizität feststellen.
Über das Alter von Braunen Zwergen müsste man dann auch auf genauere Minimalwerte kommen können. Denn Braune Zwerge wird es dann wohl weit mehr geben, inklusive der Metallizität käme man wohl in 30 Milliarden Jahren aus ein Alter von mindestens 40 Milliarden Jahren.
Zusammen mit einer detektierten Radio-Hintergrundstrahlung könnte so auf den BB geschlossen werden, ganz ohne Flucht der Galaxien, unterstützt von der Flucht der Schnellläufersterne. Nach dem der BB mit der Radio-Hintergrundstrahlung in Verbindung gebracht wurde, lässt sich das Alter noch besser bestimmen.

Über die Fluchgeschwindigkeit der alten Schnellläufersterne ist eine genaue Bestimmung von h sicher auch möglich, so dass dann auch das Alter des Universums auf die passenden 47,373 Mlr Jahre errechnet werden kann.

Gruß
FS

Orbit · 05. März 2009

Der zukünftige Hubble würde halt die lokale Gruppe (Riesengalaxie) durchsuchen und einige Sterne und Sternleichen, die sich sehr schnell von der Galaxie entfernen.

Wenn sich Schnelläufer von der Galaxis entfernen, hat das mit Expansion nix zu tun. Das ist eine sogenannte Eigenbewegung, welche übrigens bei der Bestimmung des Hubble-Parameters heraus gerechnet werden müssen.
Zur Hintergrundstrahlung, die dereinst nicht mehr detektiert werden könnte:

Dem widerspreche ich. Ein wirklich stichhaltiges Argument wurde nicht genannt.

Doch. Aber ich mag's jetzt nicht heraus suchen.
Und auf Grund welcher Argumente widersprichst Du?
Zur Unmöglichkeit, auf eine Expansion schliessen zu können:

auch dem widerspreche ich. Mit welchem Argument fundierst du diese Aussage?

Hast Du eigentlich den Artikel gelesen und wenn ja, hast Du ihn verstanden? Meinen letzten Beitrag jedenfalls hast Du nicht verstanden; denn dort erwähne ich auch die Begründung für diese Aussage im Sinne des Links:

denn ausser unserer eigenen, nicht expandierenden Galaxie gäbe es für einen künftigen Hubble nichts mehr am Himmel zu sehen.

Wie sollte man auf eine Expansion schliessen, wenn nur noch eine einzige, nicht expandierende Galaxie zu sehen ist?

Die Galaxien produzieren Schnellläufer-Sterne, die sich in den intergalaktischen Raum entfernen.

Soll vorkommen; aber gell, der intergalaktische Raum beginnt erst ausserhalb des DM-Clusters, und der wird in der künftigen Supergalaxie vermutlich einen Radius > 1 Mio. ly haben.

Mit zunemender Distanz wird also bei so starker, kosmischer Expansion diese Sterne schon bald sehr schnell von der Muttergalaxie entfernen, analog zu den Galaxien von heute.
Damit ließen sich die Expansion des Universums und h ermitteln.

Kaum.
Ein Schnelläufer mit einer Fluchtgeschwindigkeit von 600 km/s würde jede Sekunde um 1,38E-12 m/s schneller. Das wäre 603 mal weniger als die Beschleunigung der Pioneer-Anomalie. Und der beobachtete Stern sendet im Gegensatz zur Sonde nicht. Man kann also nicht mit dem Doppler-Effekt rechnen. Mit den heutigen Ungenauigkeiten bei astronomischen Distanzmessungen, ist das also ein unmögliches Unterfangen, selbst wenn die Beschleunigung bis dann noch etwas grösser würde.
Orbit

Sir Atlan · 05. März 2009

Hallo Orbit,

Orbit schrieb:
Wie sollte man auf eine Expansion schliessen, wenn nur noch eine einzige, nicht expandierende Galaxie zu sehen ist?

Kann es so weit kommen - wenn man das Alter des Universums "nur" verdoppelt? Ich dachte immer, daß gravitativ gebundene Systeme nicht der Expansion unterliegen und wenn doch, nur sehr sehr gering.

Zitat Wiki:
"Nach dem Stand der Forschung sind sie (Galaxienhaufen) die größten Strukturen des Universums, die gravitativ gebunden sind."

Fragend

Sir Atlan

Orbit · 05. März 2009

Kann es so weit kommen - wenn man das Alter des Universums "nur" verdoppelt?

Sir
Meine letzten vier Beiträge bezogen sich auf den von Ich verlinkten Artikel. Dort wird im Spätstadium so eine vereinsamte Galaxie angenommen, eine allerdings, in der alle Galaxien der heutigen lokalen Gruppe vereinigt wären.

Ich dachte immer, daß gravitativ gebundene Systeme nicht der Expansion unterliegen und wenn doch, nur sehr sehr gering.

Davon geht der Artikel ja aus, wenn von der Unmöglichkeit die Rede ist, in diesem Spätstadium auf einen Big Bang schliessen zu können.
Ich verstehe Deinen Einwand also nicht.
Orbit

fspapst · 05. März 2009

Hallo Orbit,

Orbit schrieb:
Wenn sich Schnelläufer von der Galaxis entfernen, hat das mit Expansion nix zu tun.

Sehr schlau.

Orbit schrieb:
Das ist eine sogenannte Eigenbewegung, welche übrigens bei der Bestimmung des Hubble-Parameters heraus gerechnet werden müssen.

Immer noch sehr schlau, aber den Punkt der schnellen Expansion des Universums in weiter Zukunft hast du anscheinend nicht in meine Überlegungen einbezogen oder nicht begriffen.
Aber das die weiter entfernten Schnellläufer (oder Kugelsternhaufen) sich dann immer schneller weg bewegen, je weiter die entfernt sind, ist dann die auf Sterne (KStH) übertragene Galaxienflucht. Ergo: Raumausdehnung -> BB -> Alter des Universums.

Orbit schrieb:
Doch. Aber ich mag's jetzt nicht heraus suchen.Und auf Grund welcher Argumente widersprichst Du?

Warum sollte die entsprechenden Radiostrahlung nicht detektiert werden? Natürlich ist die weit schwächer als die Mikrowellen von heute. Ich sehe kein stichhaltiges Argument im Artikel.

Orbit schrieb:
Zur Unmöglichkeit, auf eine Expansion schliessen zu können:

Siehe oben.

Orbit schrieb:
Hast Du eigentlich den Artikel gelesen und wenn ja, hast Du ihn verstanden? Meinen letzten Beitrag jedenfalls hast Du nicht verstanden; denn dort erwähne ich auch die Begründung für diese Aussage ...

Ja, habe ich.
Hast Du eigentlich meine posts gelesen und wenn ja, hast Du die verstanden? Meine letzten Beiträge jedenfalls hast Du anscheinend nicht verstanden.

Orbit schrieb:
Wie sollte man auf eine Expansion schliessen, wenn nur noch eine einzige, nicht expandierende Galaxie zu sehen ist?

Sterne die weiter von der Galaxie entfernt sind z.B.
Hallo Orbit, denk bitte doch mal nach statt nach zu fragen.

Orbit schrieb:
Soll vorkommen; aber gell, der intergalaktische Raum beginnt erst ausserhalb des DM-Clusters, und der wird in der künftigen Supergalaxie vermutlich einen Radius > 1 Mio. ly haben.

Und weitere X-Mlr. Jahre später ist der Bereich wegen der DE noch weit kleiner, weil die Galaxienflucht dann die Cluster auseinander driften lässt....

Es wird immer ein überschaubares Universum geben, dessen Rand sich mit Lichtgeschwindigkeit von uns weg bewegt. Wenn dieser Rand immer näher Rückt, werden halt neue Objekte vor dem Rand mit großem z zu detektieren sein.
Daher ist dein Argument:

Orbit schrieb:
Ein Schnellläufer mit einer Fluchtgeschwindigkeit von 600 km/s würde jede Sekunde um 1,38E-12 m/s schneller. Das wäre 603 mal weniger als die Beschleunigung der Pioneer-Anomalie. Und der beobachtete Stern sendet im Gegensatz zur Sonde nicht. Man kann also nicht mit dem Doppler-Effekt rechnen.

zwar eventuell richtig in Bezug zu den 30 Mlr. Jahren und dem Cluster, aber in Bezug auf eine noch spätere Entwicklung stimmt das nicht mehr.

Um bei dem 30 Mlr. Beispiel zu bleiben ersetze doch einfach die Schnellläufersterne durch Schnellläufer-Kugelsternhaufen.

Gruß
FS

Gedankenexperiment Alter unseres Universums

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