Rand des Universum

stefan33 schrieb:Klar, aber damit sagst du, dass es unendlich viel Masse gibt.

Nein, sage ich nicht. Nur meintest Du

stefan33 schrieb:Wir haben eine endliche Masse (oder?) [...]. Dann muss ja [...]

und also hab ich dann mal das "oder?" durchgespielt. Weil dann muß ja anders... Oder?

stefan33 schrieb:Ich dachte immer, die Masse ist endlich, 10^80 irgendwas Teilchen...

Da hast Du vollkommen recht, die Masse liegt bei irgendwas um endliche 10^8x Protonen. Oder auch bei 10⁵³ Kilogramm.

Im beobachtbaren Universum, also alles innerhalb der Ausgangsorte, von denen uns heute die Hintergrundstrahlung mit ihren ca. 13,7 Milliarden Lichtjahren Lichtlaufzeit erreicht. Nicht im gesamten Universum. Diese Gesamtmasse wüßten wir ja nur dann, wenn wir wüßten, wie weit das Universum hinter unserem Beobachtungshorizont noch weitergeht. Wissenwa nicht, also könnwa die Gesamtmasse auch nicht überschlagen.

Wie denkst Du denn, daß wir wissen könnten, wie viel Masse jenseits der Beobachtbarkeit noch so rumfliegt? Durch die Gravitationswirkung? Pech - auch die Gravitation breitet sich nur lichtschnell aus, ihre Wirkung bleibt also hinterm Beobachtbarkeitshorizont genauso verborgen für uns wie das Licht dortiger Sterne.

Wir sehen das Licht der allerersten Galaxien und sogar den CMB.
Ich denke mir, soviel kann da ja nicht mehr kommen.
Da sind wir an der Grenze dessen, was überhaupt entstanden ist, oder nicht?

stefan33 schrieb:Ich denke mir, soviel kann da ja nicht mehr kommen.

Whow! Weil ich kleine Sachen nur bis 0,05mm* erkennen kann, kann ja viel Kleineres nicht mehr kommen.

[* Weiß nicht, bis wie klein ich mit den Augen was erkennen kann, der Wert ist ausgedacht, damit ich es irgendwie schreiben konnte.]

stefan33 schrieb:Da sind wir an der Grenze dessen, was überhaupt entstanden ist, oder nicht?

Nope. Da sind wir nur an der Grenze dessen, was seit Entstehen bis zu uns gelangen konnte. Alles, was länger als 13,7 milliarden Lichtjahre Lichtlaufzeit bis zu uns benötigt, ist nur noch nicht bei uns angekommen. Das ist ungefähr so, als wenn nen sehr weit entfernten Blitz siehst. Auf den Donner mußt Du da echt ne Weile warten. Weißt ja, 3 Sekunden pro Kilometer Entfernung kommt der Schall verzögert an. Aus dem Fehlen des Donners beim Sehen des Blitzes kannste doch auch nicht folgern, daß der gesehene Blitz ne optische Täuschung sein muß, weil der fehlende Donner anzeigt, daß es nicht geblitzt haben kann. Da mußte einfach länger warten.

Licht braucht nun ebenfalls Zeit, um Distanzen zu überwinden. Weißt schon ein Jahr für ein Lichtjahr und so. Wenns nu 13,7 Milliarden Jahre nach dem "Blitz" ist, können weit entferntere Sachen noch nicht bei uns "gedonnert" haben. Kann aber trotzdem da gaaaanz weit wech passiert sein.

stefan33 schrieb:Da sind wir an der Grenze dessen, was überhaupt entstanden ist, oder nicht?

Nimm das "oder nicht?".

Ich verstehe, was du sagt.
Demgegenüber lese ich aber diese Berichte vom JWT, wo gesagt wird, dass sie da Galaxien sehen, die kurz nach dem Urknall entstanden sind und sie sich nicht erklären können, warum so schnell schon Galaxien da waren. Daraus schließe ich, dass man wirklich schon bis zur Grenze vorgedrungen ist, also den ersten Galaxien. Alles was noch "danach" kommt, kann ja nicht mehr viel sein, denn es muss ja NOCH früher entstanden sein und dann sind wir schon beim Urknall.

stefan33 schrieb:Ich verstehe, was du sagt.

Mal kein Atten, ok. Aber Dein dauerndes Nichtatten kommt langsam unfreundlich rüber. (Atten kann bei Zitieren natürlich auch ausbleiben, die "Ziel"person wird dann auch so informiert.)

stefan33 schrieb:Demgegenüber lese ich aber diese Berichte vom JWT, wo gesagt wird, dass sie da Galaxien sehen, die kurz nach dem Urknall entstanden sind und sie sich nicht erklären können, warum so schnell schon Galaxien da waren. Daraus schließe ich, dass man wirklich schon bis zur Grenze vorgedrungen ist, also den ersten Galaxien. Alles was noch "danach" kommt, kann ja nicht mehr viel sein, denn es muss ja NOCH früher entstanden sein und dann sind wir schon beim Urknall.

Wieso denkst Du da nicht erst mal selber drüber nach?

Wenn das Licht von den entferntesten sichtbaren Objekten 13,7 Milliarden Lichtjahre (weit geflogen ist, um heute bei uns anzukommen, dann zeigen sie den Zustand des Ausgangsortes von vor 13,7 Milliarden Jahren. Eben Anfang nach Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren. Sollten nun Regionen weiter weg existieren, wie lange wird deren Licht es bis zu uns brauchen? Natürlich länger als 13,7 Milliarden Jahre.

Würde nun heute schon Licht von dort kommen ---> hatte das Licht Zeit, es bis zu uns zu schaffen ---> das Universum muß mindestens so alt sein, wie jenes Licht zum Herkommen gebraucht hat.
Ist das Universum jedoch 13,7 Milliarden Jahre (ab Urknall) alt ---> kann kein damaliges Licht von weiter weg es heute schon bis uns geschafft haben ---> die Größe des beobachtbaren Universums ist nur die Mindestgröße, es kann beliebig größer sein.

Stell Dir vor, Du drehst einen Film von Menschen mit Kanonen, die über ne Landschaft verteilt sind. Alle diese Menschen feuern zum exakt selben Zeitpunkt 12 Uhr Null Minuten Null Sekunden, Null Hundertstelsekunden einen Schuß ab. Einer steht 1/3 km von Dir entfernt, der nächste 2/3 km, der nochmal nächste 1 km und immer so fort, stets im Drittelkilometerabstand weiter weg von Dir. Ab dem Schuß, ab Punkt Mittag, filmst Du nun 13,7 Sekunden lang und beendest den Film. Und schaust ihn Dir an. Von allen Kanonenschüssen siehst Du auf exakt dem selben Einzelbild den Ausstoß von Kugel, Feuer und Rauch. Hören tust Du hingegen jede Sekunde genau einen Knall (immer leiser werdend). Du wirst also 13 Knalle hören.

Nun standen da aber mehr Typen mit Kanone. Siebzehn oder achtzehn. Von vier, fünf Kanonenschüssen hat Dein Film keinen Bumm aufgenommen. Die Lösung? Die Knallgeräusche benötigten mehr Zeit bis zu Dir, weil sie einen größeren Weg zu Dir zurücklegen mußten. Da der Schall Pi mal Daumen drei Sekunden pro einen Kilometer braucht.

Jeder Knall, wenn er bei Dir ankommt, zeigt aber den selben Zeitpunkt an: 13,7 s vor zuletzt.

Und was hörst Du direkt am Ende dieser 13,7 Sekunden? Wenn DU den Typen aus 330 Metern Entfernung ein "Hey!" rufen hörst, dann hat der das eine Sekunde zuvor ausgerufen. Hörst Du von dem Kerl aus 3 km Entfernung einen Pistolenschuß, hat der diesen neun Sekunden zuvor abgeschossen. Alles, was Du zum selben Zeitpunkt "13,7 nach Knall" hörst, sind Geräusche aus der Vergangenheit, je älter, desto weiter weg von Dir.

Genau dasselbe mit dem Licht und dem Beobachtbaren Universum. Wenn Du die Sonne siehst, dann siehst Du die Sonne, wie sie vor acht Minuten aussah. Die Andromedagalaxie erblickst Du heute, wie sie vor zweieinhalb Millionen Jahren aussah. Na und wenn Du die entferntesten Lichtquellen siehst, dann siehst Du eben das, was kurz nach Urknall dort leuchtete. Also gaaanz extrem junge Sterne und Galaxien.

Und noch entferntere? Die siehst Du nur noch nicht, weil deren allererstes Licht noch ne Weile braucht, bis es zu Dir gelangt. So wie der Kanonenknall des 5 km entfernten Kanoniers erst 1,3 Sekunden später ankam, nachdem Du den Film gerade beendet hattest. Hätteste die 1,3 Sekunden noch gewartet, Du hättest den Knall von dort gehört.

Und so mußt Du halt auch auf der Erde noch ne Milliarde Jahre lang warten, wenn Du Licht aus ner noch weiter entfernten Region sehen willst, welches bis zu uns mal eben 14,7 Milliarden Jahre benötigt.

perttivalkonen schrieb:Alles, was länger als 13,7 milliarden Lichtjahre Lichtlaufzeit bis zu uns benötigt, ist nur noch nicht bei uns angekommen.

Nee.
Das wird gar nicht ankommen.

13,7 Mrd. Lichtjahre sind 4200,4390951 Megaparsec.
Lichtgeschwindigkeit 299792,458 km/s geteilt durch 4200,4390951 Megaparsec ergibt einen Hubble Parameter von 71,37 km/s/Mpc.
Dieser Wert liegt ganz gut innerhalb der Fehlergrenze. Momentan ist man sich nicht sicher ob der tatsächliche Wert bei 67 oder 73 liegt.

Bei einer Entfernung von 13,7 Mrd. Lichtjahren wird also durch die Expansion des Universums die Lichtgeschwindigkeit überschritten. Alle Lichtquellen, die weiter entfernt sind, kann man nicht sehen - egal wie lang man wartet. Das Licht aus dieser Entfernung ist einfach zu langsam um gegen die Expansion zu gewinnen und hier anzukommen.

Ich verstehe das immer noch nicht.
Wir sehen die allerersten Galaxien. Das Universum ist zu dieser Zeit noch "sehr klein", also sind auch diese ersten Galaxien noch sehr nahe beieinander. Nun bewegen sie sich auseinander. Da sie aber alle vom fast gleichen Startort aus auseinander gezogen werden, kann es eigentlich nicht so sein, dass es Galaxien gibt, die VIEL weiter weg sind als diejenigen, die wir jetzt sehen.

Bernie schrieb:Nee.
Das wird gar nicht ankommen.

Wäre dem so, dann wäre die Hintergrundstrahlung, die wir heute sehen, die allerletzte, und morgen schon käme keine mehr an.

Bernie schrieb:13,7 Mrd. Lichtjahre sind 4200,4390951 Megaparsec.

13,7 Milliarden Jahre sind egal. Die 13,7 Milliarden Lichtjahre, welche jenes heute bei uns ankommende Licht hinter sich gebracht hat, sind ja keine Entfernungen. Was heute an so altem Licht bei uns ankommt, kam aus Regionen, welche damals, zum Zeitpunkt des Losstrahlens, von "uns" nur ca. 40 Millionen Lichtjahre entfernt war. Diese Regionen sind heute von uns ca. 46 Milliarden Lichtjahre weit weg.

Licht von noch weiter entfernten Regionen, welches uns morgen, in einer Million und womöglich einer Milliarde Jahren aus Anfangstagen erreichen wird, stammt aus damals vielleicht 42 oder 45 Millionen Lichtjahren Distanz. Diese Regionen sind heute womöglich schon 100 oder deutlich mehr Milliarden Lichtjahre von uns weg. Daß heute von da ausgestrahltes Licht es nicht mehr bis zu uns schafft, keine Frage.

Jenes Licht aber, welches es heute schon auf ne Million Lichtjahre bis uns heran geschafft hat, wird uns in etwas mehr als einer Million Jahren noch erreichen. Wieso auch nicht, schließlich ist die Raumausdehnung auf so "kurzen" Strecken eben nicht in der Lage, mehr Raum zwischen uns und der "Bugfront" der Strahlung neuzuschaffen, als das Licht im selben Zeitraum an Raum überwindet. Es wird halt noch etwas rotverzerrter bei uns ankommen.

Noch ist die Hintergrundstrahlung "ca 3 Kelvin warm", da ist also noch ein bisserl Puffer, bevor das Licht so weit rotverschoben ist, daß da was zum Erliegen kommt und nichts mehr bei uns ankommt.

stefan33 schrieb:Ich verstehe das immer noch nicht.

Dann ist das eben so. Sag Dir das selber und vermeide es, aus Deinem Nichtverstehen Folgerungen für die Realität zu ziehen. Etwa daß dahinter nicht mehr viel kommen kann.

perttivalkonen schrieb:Es wird halt noch etwas rotverzerrter bei uns ankommen.

Da gibt es eine Beobachtungsgrenze. Mit zunehmender Geschwindigkeit verschiebt sich das Licht immer mehr in die langwelligen Frequenzen. Man frage einen Fachmann für Radiowellen welche Frequenzen noch im Vakuum des Weltalls übertragen werden können UKW? Aber irgendwann bei den längerwelligen Radiofrequenzen ist Schluss.
Nun senden Sterne nicht nur sichtbares Lcht aus sondern auch jede Menge kurzwelligere Strahlung. UV-Licht, Röntgenstrahlung, Kernstrahlung. Mit zunehmender Geschwindigkeit sehen wir eben das als sichtbares Licht. Wenn der Zug noch schneller wird wie oben beschrieben kommt es als Radiowelle bei uns an. Bei Kernstrahlung ist aber Schuss mit Lustig. Wenn die in den langwelligen Radobereich heruntertransformert ist ist von dem betroffenen Stern/Galaxie bei uns nichts mehr zu sehen weil danach nichts mehr kommt.
Obwohl das Objekt munter weiter existiert.

stefan33 schrieb:Ich verstehe das immer noch nicht.

lst auch schwer zu verstehen weil es der Alltagserfahrung widerspricht. Du musst aufhören dich als Beobachter im Mittelpunkt des Universums zu sehen. Diesen Mittelpunkt gibt es nicht sondern nur einen zufällgen Beobachtungsort. Das es so aussieht als ob alles von uns wegstebt und wir uns deshalb im Mittelpunkt des Unversums befinden ist eine Täuschung, hervorgerufen durch die Raumexpanson.
Sie macht dass die Abstände zwischen den Galaxien immer größer werden obwohl diese sich - von her vernachlässigbaren Eigenbewegungen abgesehen - gar nicht bewegen. Wir kennen die Veränderung einer Entferung zu einen Objekt nur in Verbindung mit einer Bewegung. Hier ist es aber der Raum selbst der mehr wird und die Strecke zum Objekt deshalb größer macht. Eine ziemlich irre Sache aber schon vor 100 Jahren beobachtet und zweifelsfrei existent.

stefan33 schrieb:Wir sehen die allerersten Galaxien

Wir sehen eine Galaxie deren Licht 1,35 Milliarden Jahre gebraucht hat um uns zu erreichen.
Was nicht heisst das es nicht noch entferntere geben kann. Die derzeitge Leistungsfähgkeit unserer Teleskope ist erreicht. Wir können nicht weiter sehen.
Das Alter von 1,35 Milliarden Jahren ist aus der Raumexpanson rückgerechnet. Wobei unterstellt wird dass alle zu berücksichtigen Parameter Konstanten sind die sich seit Urzeiten nicht geändert haben. Was aber nicht unbedingt stimmen muß. So müsste sich ein frühes kleines Unversum eigentlich nicht so schnell ausgedehnt haben weil die Ausdehnung vom Raum abhängg ist und es damals wenger Raum gab. Was dann wieder dazu führen würde dass unser Universum um einiges älter sein müsste als angenommen.
Aber das sind Spekulationen.

Lupo54 schrieb:Da gibt es eine Beobachtungsgrenze.

Ähm...

perttivalkonen schrieb:Noch ist die Hintergrundstrahlung "ca 3 Kelvin warm", da ist also noch ein bisserl Puffer, bevor das Licht so weit rotverschoben ist, daß da was zum Erliegen kommt und nichts mehr bei uns ankommt.

Lupo54 schrieb:Wir sehen eine Galaxie deren Licht 135 Milliarden Jahre gebraucht hat um uns zu erreichen.

13 Komma 5

[Edith] Aah, is Dir noch aufgefallen. [/Carola]

perttivalkonen schrieb:Ähm...

Stimmt was mit meinen Ausführungen nicht? lm Gegensatz zu vielen anderen bin ich für Korrekturen dankbar. Man lernt nie aus.

@Lupo54
Jepp. Du "ergänzt" mich da, obwohl ich es doch angesprochen habe.

@perttivalkonen
War der Versuch Dein "wird noch etwas rotverzerrter" auszuloten und die Grenzen dieses Geschehens aufzuzeigen.
Und war der Versuch

stefan33 schrieb: Ich verstehe das immer noch nicht.

in den schönen Bereich des Verstehens zu bringen. "Dann ist das eben so" ist tatsächlich manchmal so, war mir aber noch einen Versuch wert.
Möge es genutzt haben. Das Thema ist verd.. schwierig.

Ich denke, ich verstehe es jetzt.
Die ersten Galaxien, die wir jetzt sehen, waren zum Zeitpunkt der Lichtaussendung nahe bei uns.
Es könnten viele andere Galaxien weiter weg gewesen sein.
Nur das Licht der Galaxien, die damals nahe bei uns waren, hat uns bis heute erreicht.

perttivalkonen schrieb:Wäre dem so, dann wäre die Hintergrundstrahlung, die wir heute sehen, die allerletzte, und morgen schon käme keine mehr an.

Falsch.
Die angenommene Hintergrundstrahlung zeigt uns die Innenfläche einer Hohlkugel. Wenn das Licht von dieser Innenfläche uns erreicht hat, dann kommt von weiter hinten neues Licht.
Die Hintergrundstrahlung befindet sich nicht an der Sichtgrenze, sondern noch vor der Sichtgrenze.

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Ich habe hier eine Grafik hoch geladen.
Links unten ist eine Gegenüberstellung derjenigen Strecken, die in unterschiedlichen Entfernungen zum Beobachter zurückgelegt werden.

Original anzeigen (0,2 MB)

Der gelbe Lichtpfeil legt in jeder Entfernung die selbe Strecke zurück.
Die orange Expansion des Universums ist nahe dem Beobachter klein und wird bei zunehmender Distanz immer größer.
Die grauen Pfeile zeigen die Differenz. Das ist die effektive Geschwindigkeit mit der sich ein Photon dem Beobachter nähert. Nahe am Beobachter ist diese Geschwindigkeit identisch mit der Lichtgeschwindigkeit.
An der Sichtgrenze ist diese effektive Geschwindigkeit Null. Das Photon nähert sich dem Beobachter mit Lichtgeschwindigkeit, aber der Beobachter wird durch die Expansion mit Lichtgeschwindigkeit weg bewegt.
Oben drüber sind 2x die Lichtquelle und der Beobachter zu sehen. Ganz oben die vereinfachte Darstellung und darunter die ausführlichere Version.
Ganz oben sieht man, daß ein Photon aus großer Entfernung in 11 Zeitschritten effektiv nur langsam in Richtung Beobachter voran kommt. Wenn es sich dem Beobachter etwas genähert hat, dann vergrößert sich auch seine effektive Geschwindigkeit in Richtung Beobachter.
Das Licht der Hintergrundstrahlung kommt am Anfang effektiv also nur sehr langsam voran. Und wenn es uns heute erreicht hat, dann kommt morgen weitere Strahlung hinterher. Bis die Strahlung aus einer Entfernung kommt, bei sie am Anfang effektiv fast Null Geschwindigkeit hat, wird noch sehr viel Zeit vergehen.

stefan33 schrieb:Ich verstehe das immer noch nicht.
Wir sehen die allerersten Galaxien.

Na ja, momentan noch nicht. Wir sehen auf manchen Fotos sehr frühe Galaxien. Aber man hat die Grenzen des James Webb-Teleskops noch gar nicht voll ausgenutzt. In Zukunft werden vermutlich noch frühere Galaxien auf neuen Fotos erscheinen.

stefan33 schrieb:Das Universum ist zu dieser Zeit noch "sehr klein", also sind auch diese ersten Galaxien noch sehr nahe beieinander. Nun bewegen sie sich auseinander.

Na ja, sagen wir mal sie werden bewegt.

stefan33 schrieb:Da sie aber alle vom fast gleichen Startort aus auseinander gezogen werden, kann es eigentlich nicht so sein, dass es Galaxien gibt, die VIEL weiter weg sind als diejenigen, die wir jetzt sehen.

Doch, das ist so. Aber diese viel weiter weg gelegenen Galaxien sind für uns nicht mehr sichtbar.

Ich zeige hier das Universum in 3 verschiedenen Sichtweisen.

Original anzeigen (0,2 MB)

In der Mitte sind alle Orte mit Galaxien noch "sehr klein".
Oben drüber sind alle Orte angewachsen. Das ist der heutige Zustand. All die anderen Orte, die in der mittleren Darstellung zu sehen waren, sind jetzt außerhalb des Bildes. Sie sind nicht mehr sichtbar.
Ganz unten ist die Sichtweise eines Beobachters. In seiner Nähe sind die Orte groß zu sehen.
Von weiter entfernten Orten kommt das Abbild der Lichtquellen jetzt scheinbar aus kleineren Orten. Aber diese Orte sind tatsächlich schon längst jenseits der Bildgrenze. Wir sehen das Abbild nur noch deshalb weil das Licht lange Zeit von den entfernten Orten zu uns unterwegs war.

Bernie schrieb:Falsch.
Die angenommene Hintergrundstrahlung zeigt uns die Innenfläche einer Hohlkugel. Wenn das Licht von dieser Innenfläche uns erreicht hat, dann kommt von weiter hinten neues Licht.
Die Hintergrundstrahlung befindet sich nicht an der Sichtgrenze, sondern noch vor der Sichtgrenze.

Die Hintergrundstrahlung ist das älteste Licht des Universums. Alle Lichtquellen, von denen Licht bei uns ankommt, sind jünger, und also befinden diese Lichtquellen sich innerhalb jenes kugelförmigen Raumsektors, dessen Rand die Orte der heute bei uns ankommenden CMB bilden. Weder die CMB noch die Strahlung späterer Lichtquellen aus Bereichen jenseits dieser "Kugelschale" kann uns heute schon erreicht haben. Eben weil dessen Lichtlaufzeit bis zu uns länger ist als die der jetzt gerade hier anlangenden CMB.

Falsch ist also, was Du da behauptest.

Den Rest habe ich mal nicht gelesen, denn das hier ist das Wesentliche bzw. eigentliche, bezieht es sich schließlich auf meine Aussage und Deinen Einwand.

In diesem Artikel: https://www.spektrum.de/video/leuchtende-wand/1512989 wird die CMB deswegen als "absolute Grenze der Beobachtbarkeit" bezeichnet.

Unter: https://www.leifiphysik.de/astronomie/kosmologie/grundwissen/kosmische-hintergrundstrahlung liest sich das so:

Diese kosmische Hintergrundstrahlung [...] entstand nach der Theorie des Standardmodells, als das Universum etwa 380 000 Jahre nach seiner Entstehung durchsichtig (lichtdurchlässig) wurde, als Wärmestrahlung des damals vorhandenen 3000 Kelvin heißen "Urgases". In den inzwischen verstrichenen 13,7 Milliarden Jahren hat sich die Wellenlänge dieser Strahlung während ihres Weges durch das sich ausdehnende Universum soweit vergrößert, als würde sie von einem Temperaturstrahler von 2,7 Kelvin ausgehen. Es ist dabei zu beachten, dass zu uns nur Strahlung aus einem Bereich des Universums kommen kann, der weniger als 13,7 Milliarden Lichtjahre entfernt ist.

Mal so als Beispiele.