Expansionrate des Universums

Aber dafür würde dann unsere lokale Gruppe schneller immer weiter von den anderen Superhaufen getrennt, oder?

satansschuh schrieb:Aber dafür würde dann unsere lokale Gruppe schneller immer weiter von den anderen Superhaufen getrennt, oder?

Genauso ist es.

Arrakai schrieb:Das wird nicht passieren. Nicht mal die Galaxis oder die Lokale Gruppe könnten getrennt werden.

Aus der Wikipedia dazu:
Wikipedia: Big Rip

Der Big Rip [...] ist in der Kosmologie neben dem Big Crunch [...] und dem Big Freeze [...] ein drittes hypothetisches Ende des Universums. Dabei nimmt die Expansionsrate, getrieben von einer wachsenden Phantom-Energiedichte, immer schneller zu und divergiert schließlich in dem Big Rip genannten singulären Ereignis. Die Phantomenergie ist eine Form der Dunklen Energie. Das Universum würde von den größten zu den kleinsten Strukturen zerreißen. Zuerst trifft es Galaxienhaufen, dann Galaxien, das Sonnensystem, die Erde, Atome usw.

zalesi schrieb:Der Big Rip [...] ist in der Kosmologie neben dem Big Crunch [...] und dem Big Freeze [...] ein drittes hypothetisches Ende des Universums. Dabei nimmt die Expansionsrate, getrieben von einer wachsenden Phantom-Energiedichte, immer schneller zu und divergiert schließlich in dem Big Rip genannten singulären Ereignis. Die Phantomenergie ist eine Form der Dunklen Energie. Das Universum würde von den größten zu den kleinsten Strukturen zerreißen. Zuerst trifft es Galaxienhaufen, dann Galaxien, das Sonnensystem, die Erde, Atome usw

Es gilt ja immer der aktuelle Stand der Forschung. Eine „Phantomenergie“ ist aktuell rein hypothetisch, im Standardmodell geht man daher vom Big Freeze aus. Aber ja, diesen Fakt hätte ich besser erwähnen sollen.

knopper schrieb:Der Wert der aber angeben wird hat ja die Einheit km/s pro Megaparsec, also eigentlich eine Geschwindigkeit und keine Beschleunigung, oder sehe ich das jetzt vollkommen falsch?

Eigentlich weder noch. Wenn man es nicht so genau nimmt, ist es eine Geschwindigkeit. Wenn man es genau nimmt, aber nicht. Denn km/s ist ein Maß für Geschwindigkeit, km/s/Mpc ist etwas anderes.

moredread schrieb:Denn km/s ist ein Maß für Geschwindigkeit, km/s/Mpc ist etwas anderes.

Die Hubble-Konstante H₀ hat etwa den Wert 68 km/s/Mpc (so zumindest das Ergebnis der Messungen mit PLANCK). Die Einheit wird von den Astronomen genutzt, weil sie recht anschaulich ist. Sie liest sich so: Das Universum dehnt sich pro Megaparsec um 68 km/s aus. Pro Sekunde entstehen in einem Megaparsec also 68 km „neuer Raum“.

Da das Parsec eine Längeneinheit ist, kürzen sich km und Mpc eigentlich raus. Übrig bleibt nur 1/s. Daher wird der Kehrwert der Hubble-Konstante auch Hubble-Zeit genannt.

@Arrakai
Könnte man es nicht so verstehen: Anders geht es auch nicht. Da der Raum sich ja nicht nur am "Ende" dehnt bzw entsteht, sondern überall. ?

Arrakai schrieb:Da das Parsec eine Längeneinheit ist, kürzen sich km und Mpc eigentlich raus.

Aber nur aufm Papier. Du kannst auch ne Steigung als 5cm/1m aufm Papier kürzen und erhältst 0,05. Doch sagt das nichts mehr aus. Das könnte auch drei Minuten von einer Stunde sein. Oder ein Ei aus zwei Zehnerpacks. Für das, worum es geht, kannst Du nicht wie in der blanken Mathematik alles, was nicht bei drei auf den Bäumen ist, wegkürzen.

Es geht um den Distanzzugewinn, und der ist nun mal "Länge pro Länge". Hier also Kilometer pro Megaparsec. Und das dann erst pro Sekunde. Nicht Kilometer pro Sekunde, und das pro Megaparsec. Das wäre ne Geschwindigkeit, aber eine Geschwindigkeit isses nicht.

Immerhin kannste den Distanzzugewinn auch wirklich um die km und Mpc kürzen, dann mußt Du das halt in "Prozent" odgl. schreiben. Dennoch muß das "Länge pro Länge" irgendwie "mitgeteilt" und also beibehalten werden. Und sei es mit dem Wort "Distanzzugewinn", "Distanzerweiterung", "Entfernungszunahme" odgl.

Und wie gesagt, das wird dann durch ne Sekunde geteilt.

Arrakai schrieb:Sie liest sich so: Das Universum dehnt sich pro Megaparsec um 68 km/s aus.

Das Universum dehnt sich pro Sekunde um 68km pro Megaparsec aus. Das Universum hat keine "Geschwindigkeit" pro Megaparsec.

Die Ausdehnung als Prozeß ist eben "Länge (Zugewinn) pro Länge (Grundmaß)". Die "Geschwindigkeit" dieses Prozesses ergibt sich via "geteilt durch Zeit(raum) 1s".

perttivalkonen schrieb:Aber nur aufm Papier. Du kannst auch ne Steigung als 5cm/1m aufm Papier kürzen und erhältst 0,05. Doch sagt das nichts mehr aus. Das könnte auch drei Minuten von einer Stunde sein. Oder ein Ei aus zwei Zehnerpacks. Für das, worum es geht, kannst Du nicht wie in der blanken Mathematik alles, was nicht bei drei auf den Bäumen ist, wegkürzen.

Da hast du anschaulich recht. Solange man es mathematisch rechnen kann, ist es aber auch nicht ganz falsch... Ich wollte so oder so eigentlich nur auf die Hubble-Zeit raus - und die hat ja eine physikalische Bedeutung.

Bei der Steigung sagt es übrigens auch physikalisch noch etwas aus: Du hast dann eine Steigung von 5 Grad.

perttivalkonen schrieb:Das Universum dehnt sich pro Sekunde um 68km pro Megaparsec aus. Das Universum hat keine "Geschwindigkeit" pro Megaparsec.

Ich bringe es immer durcheinander und hatte es daher noch mal gegoogelt... Das DLR ist ja schon eine seriöse Quelle und meint dazu:

Das bedeutet, dass sich eine Galaxie im Abstand von einem Megaparsec mit einer Geschwindigkeit von 74 Kilometern pro Sekunde von uns weg bewegen würde.

https://www.dlr.de/desktopdefault.aspx/tabid-5089/8554_read-19500/ (Archiv-Version vom 16.10.2009)

Arrakai schrieb:Ich bringe es immer durcheinander und hatte es daher noch mal gegoogelt... Das DLR ist ja schon eine seriöse Quelle und meint dazu:
Das bedeutet, dass sich eine Galaxie im Abstand von einem Megaparsec mit einer Geschwindigkeit von 74 Kilometern pro Sekunde von uns weg bewegen würde.

Das dient der vereinfachten Darstellung, ist aber streng genommen inhaltlich nicht korrekt. Geschwindigkeiten beschreiben die Menge an Raum, die man in einer Menge an Zeit zurücklegt. Hier geht es um eine Menge an Raum, die in einer bestimmten Zeit in einem bestimmten Raum hinzugefügt wird. Das ist ein anderes Maß.

moredread schrieb:Das dient der vereinfachten Darstellung, ist aber streng genommen inhaltlich nicht korrekt. Geschwindigkeiten beschreiben die Menge an Raum, die man in einer Menge an Zeit zurücklegt. Hier geht es um eine Menge an Raum, die in einer bestimmten Zeit in einem bestimmten Raum hinzugefügt wird. Das ist ein anderes Maß.

Was die Funktionsweise der Expansion anbelangt, hast du natürlich recht.

Wobei wir natürlich die Zunahme an Raum nicht direkt beobachten können, sondern nur die Rotverschiebung des Lichts. Diese kann durch due Wegbewegung mit einer gewissen Geschwindigkeit und/oder durch die Zunahme des Raums erklärt werden. Als Beobachter kannst du das per se nicht voneinander unterscheiden, da auch das Hinzufügen des Raums kontinuierlich und nicht diskret erfolgt. Dass wir von einer Raumzunahme ausgehen, liegt also an unseren Theorien, nicht unbedingt an unseren Beobachtungen. Von daher ist die Erklärung m.E., wenn auch nicht zu 100%, schon noch korrekt.

Auf er englischen Wiki-Seite heißt es auch:

However, galaxies lying farther away from this will recede away at ever-increasing speed and be redshifted out of our range of visibility.

„Expansion of the universe“
Wikipedia: Expansion of the universe

Dort steht freilich auch die physikalisch genauere Erläuterung.

Arrakai schrieb:Du hast dann eine Steigung von 5 Grad.

Nein. Das ist das Problem mit dem Wegkürzen. Du hast dann keine Steigung von 5°, Du hast 5%. Mehr nicht. Woher nimmst Du denn "Steigung"? Das wäre ja "Länge vertikal pro Länge horizontal". Aber die haste ja weggekürzt. Indem Du von "Steigung" sprichst, kürzt Du "Weg/Weg" nicht weg.

Raumexpansion ist keine Invert-Zeit, auch wenn man sie mathematisch so zusammenkürzen kann und physikalisch so nennen mag. Sie ist es aber nicht.

Arrakai schrieb:Solange man es mathematisch rechnen kann, ist es aber auch nicht ganz falsch...

Rechnen ist nun mal genauer als schätzen. So what. Und beim Rechnen sollste auch kürzen, was das Zeug hält. Aber das heißt nicht, daß alles, was man mit Mathe machen kann, die Realität zu sein habe. In der Mathematik verschwinden die gekürzten Längen, in der Realität nicht.

Arrakai schrieb:Ich bringe es immer durcheinander und hatte es daher noch mal gegoogelt... Das DLR ist ja schon eine seriöse Quelle und meint dazu:

Das bedeutet, dass sich eine Galaxie im Abstand von einem Megaparsec mit einer Geschwindigkeit von 74 Kilometern pro Sekunde von uns weg bewegen würde.

Eine Galaxie ist ein Objekt im Universum, nicht das Universum. Für eine Galaxie kann man also auch eine Geschwindigkeit angeben. Diese Geschwindigkeit der Galaxie kann man denn auch berechnen. Indem man 68km/Mpc/s nimmt und mit der Entfernung der Galaxie multipliziert. Zum Beispiel bei einer Distanz zu uns von 1Mpc kommt was heraus?
68km / 1Mpc / 1s * 1Mpc
68km / 1s * 1Mpc / 1Mpc
68km / 1s * 1Mpc / 1Mpc
68km/s

Damit kannste auch ausrechnen, mit welcher Geschwindigkeit der Erdmond durch die Raumexpansion von der Erde fortgetrieben wird (würde, wenn andere Kräfte das nicht nivellierten). Oder ein Objekt am Partikelhorizont. Oder ein Elektron vom Atomkern.

Jedenfalls ist nicht alles, was wir Geschwindigkeit nennen, auch wirklich eine "Eigenbewegung Weg durch Zeit". Die Galaxie in 1Mpc Entfernung bewegt sich nicht 68km/s von uns fort. Womöglich bewegt sie sich sogar 20km/s auf uns zu. Da die Raumexpansion aber zwischen ihr und uns pro Mpc und pro Sekunde aber 68km weit "neuen Raum produziert", wird die Distanz zwischen der Galaxie und uns halt pro Sekunde 48km größer. Auch ein Laserpointerpunkt, den Du über eine Wand huschen läßt, hat eine Geschwindigkeit, zugleich aber auch keine, denn dieser Punkt ist kein Objekt. Trotzdem sprechen wir in allen diesen Fällen von Geschwindigkeiten. Selbst Raumexpansion hat eine Geschwindigkeit. Oder dilatierte Zeit.

Also selbst wenn Physiker "Geschwindigkeit" sagen, solltest Du nicht in jedem Fall an ne Geschwindigkeit i.e.S. denken.

Arrakai schrieb:Wobei wir natürlich die Zunahme an Raum nicht direkt beobachten können, sondern nur die Rotverschiebung des Lichts.

Ist bei sich von Dir entfernenden Menschen, Autos etc. nicht wirklich viel anders. Auch da folgerst Du aus dem Kleinerwerden der Objekte, daß sie sich entfernen (hier geht auch noch der Vergleich mit Fixpunkten in der Landschaft, was es im Universum ja nicht gibt). Oder aus der Tiefe des Martinshornes kannst Du folgern, ob der Rettungswagen sich schnell oder langsam von Dir entfernt.

perttivalkonen schrieb:Nein. Das ist das Problem mit dem Wegkürzen. Du hast dann keine Steigung von 5°, Du hast 5%. Mehr nicht. Woher nimmst Du denn "Steigung"? Das wäre ja "Länge vertikal pro Länge horizontal". Aber die haste ja weggekürzt. Indem Du von "Steigung" sprichst, kürzt Du "Weg/Weg" nicht weg.

Sorry, wollte natürlich % schreiben. Vor lauter "2° Krümmung" im anderen Thread... Man spricht schon von "5 %" Steigung, daran kann ich jetzt nichts Falsches erkennen...

perttivalkonen schrieb:Rechnen ist nun mal genauer als schätzen. So what. Und beim Rechnen sollste auch kürzen, was das Zeug hält. Aber das heißt nicht, daß alles, was man mit Mathe machen kann, die Realität zu sein habe. In der Mathematik verschwinden die gekürzten Längen, in der Realität nicht.

Da gebe ich dir recht, das ist ja eigentlich auch immer meine Argumentation. Ich bin da nur vorsichtiger geworden nach der Diskussion um "Gravitationsfeld" und "potentielle Energie" im Thread "Schwarze Löcher". "Potentielle Energie" hat in der ART streng genommen nichts verloren, trotzdem kann man damit rechnen und bekommt korrekte Ergebnisse, und manche verstehen die Konzepte damit ja offenkundig sogar besser...

perttivalkonen schrieb:Jedenfalls ist nicht alles, was wir Geschwindigkeit nennen, auch wirklich eine "Eigenbewegung Weg durch Zeit". Die Galaxie in 1Mpc Entfernung bewegt sich nicht 68km/s von uns fort. Womöglich bewegt sie sich sogar 20km/s auf uns zu. Da die Raumexpansion aber zwischen ihr und uns pro Mpc und pro Sekunde aber 68km weit "neuen Raum produziert", wird die Distanz zwischen der Galaxie und uns halt pro Sekunde 48km größer. Auch ein Laserpointerpunkt, den Du über eine Wand huschen läßt, hat eine Geschwindigkeit, zugleich aber auch keine, denn dieser Punkt ist kein Objekt. Trotzdem sprechen wir in allen diesen Fällen von Geschwindigkeiten. Selbst Raumexpansion hat eine Geschwindigkeit. Oder dilatierte Zeit.

Da gebe ich dir wieder recht. Ich habe m.E. auch nichts geschrieben, was im Widerspruch zu deiner Aussage steht. Ich habe es aber nicht so ausführlich und so gut erklärt wie du. Dennoch ist es auch wichtig zu wissen, dass die Interpretation der Rotverschiebung aus der Theorie folgt. Sie wäre nicht zwingend, wenn wir nicht weitere Fakten kennen würden (z.B. die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und dass diese von massebehafteten Objekten nicht erreicht, geschweige denn überschritten werden kann):

Arrakai schrieb:Dass wir von einer Raumzunahme ausgehen, liegt also an unseren Theorien[/b], nicht unbedingt an unseren Beobachtungen. Von daher ist die Erklärung m.E., wenn auch nicht zu 100%, schon noch korrekt.

perttivalkonen schrieb:Also selbst wenn Physiker "Geschwindigkeit" sagen, solltest Du nicht in jedem Fall an ne Geschwindigkeit i.e.S. denken.

Drüben hatten wir es ja schon mal darüber. Physiker sind nicht immer so genau bei ihren Aussagen, sie wissen ja, was gemeint ist... ;)

perttivalkonen schrieb:Ist bei sich von Dir entfernenden Menschen, Autos etc. nicht wirklich viel anders. Auch da folgerst Du aus dem Kleinerwerden der Objekte, daß sie sich entfernen (hier geht auch noch der Vergleich mit Fixpunkten in der Landschaft, was es im Universum ja nicht gibt). Oder aus der Tiefe des Martinshornes kannst Du folgern, ob der Rettungswagen sich schnell oder langsam von Dir entfernt.

Ja, damit hast du natürlich (schon wieder;)) vollkommen recht. Hier wird die Theorie durch die Alltagserfahrung ersetzt, was auf dasselbe hinausläuft (wenn sich nichts bewegen würde, könntest du auch zum Ergebnis kommen, dass ein weit entfernter Mensch tatsächlich klein ist). Am Ende ist alles sowieso nur eine Wahrnehmung, die unser Gehirn für uns erzeugt. Aber jetzt wird es wohl philosophisch, da kenne ich mich eigentlich nicht aus... ;)

Zufällig ist zu diesem Thema gerade ein Artikel auf Scienceblogs bei Alpha-Cephei veröffentlich worden:

http://scienceblogs.de/alpha-cephei/2019/05/04/wie-genau-expandiert-das-universum/

Arrakai schrieb:Sorry, wollte natürlich % schreiben. Vor lauter "2° Krümmung" im anderen Thread... Man spricht schon von "5 %" Steigung, daran kann ich jetzt nichts Falsches erkennen...

Und damit sind "Weg pro Weg" nicht weggekürzt. Wie ich sagte. Eine Steigung ist ein echtes geodätisches/geometrisches Phänomen und nichts, das sich gegenseitig wegkürzen lassen kann, wie es in der Mathematik hingegen möglich ist. Und ebenso die Sache mit der Expansionsrate. Dort läßt es sich auch nicht (außer mathematisch) beliebig umstellen, sodaß wir da ne Geschwindigkeit und ne Distanz als Teiler derselben hätten.

Arrakai schrieb:Ich habe m.E. auch nichts geschrieben, was im Widerspruch zu deiner Aussage steht.

Ich wollts nur noch mal allgemein klarstellen. Es war knopper, der tatsächlich von einer "Geschwindigkeit" sprach. Du freilich hast

Arrakai schrieb:Solange man es mathematisch rechnen kann, ist es aber auch nicht ganz falsch...

geschrieben sowie dies

Arrakai schrieb:Das DLR ist ja schon eine seriöse Quelle und meint dazu:

Das bedeutet, dass sich eine Galaxie im Abstand von einem Megaparsec mit einer Geschwindigkeit von 74 Kilometern pro Sekunde von uns weg bewegen würde.

https://www.dlr.de/desktopdefault.aspx/tabid-5089/8554_read-19500/ (Archiv-Version vom 16.10.2009)

und schließlich

Arrakai schrieb:Von daher ist die Erklärung m.E., wenn auch nicht zu 100%, schon noch korrekt.

Auf er englischen Wiki-Seite heißt es auch:

However, galaxies lying farther away from this will recede away at ever-increasing speed and be redshifted out of our range of visibility.

meintest also durchaus, daß dies das Reden von "Geschwindigkeit" irgendwie rechtfertigen würde. Tuts aber nicht (höchstens als "Geschwindigkeit der Expansion", aber eben nicht "Expansion als Geschwindigkeit", und Du meintest nicht ersteres). Insofern darfst Du Dich durchaus ein kleines Bisserl angesprochen fühlen. Is ja nu geklärt...

Arrakai schrieb:Drüben hatten wir es ja schon mal darüber. Physiker sind nicht immer so genau bei ihren Aussagen, sie wissen ja, was gemeint ist...

*lach* Wohl wahr! Hab auch schon bei Physikern ein "is ja nur ne Theorie" udgl. gelesen...

Arrakai schrieb:Hier wird die Theorie durch die Alltagserfahrung ersetzt, was auf dasselbe hinausläuft (wenn sich nichts bewegen würde, könntest du auch zum Ergebnis kommen, dass ein weit entfernter Mensch tatsächlich klein ist).

Wir machen uns da echt kein Bild von, wie viel unserer vermeintlichen "reinen Beobachtung" letztlich nur ne Folgerung aus Theorien ist statt sauberer Empirie.

@perttivalkonen
Ach pertti :)
Genau für diese Deine aufklärende, sachlich-fachliche Korrektheit, liebe ich Deine Beiträge :)

Ich denke, @Arrakai fasst es ebenso, zumindest konstruktiv auf :)

perttivalkonen schrieb:meintest also durchaus, daß dies das Reden von "Geschwindigkeit" irgendwie rechtfertigen würde. Tuts aber nicht (höchstens als "Geschwindigkeit der Expansion", aber eben nicht "Expansion als Geschwindigkeit", und Du meintest nicht ersteres). Insofern darfst Du Dich durchaus ein kleines Bisserl angesprochen fühlen. Is ja nu geklärt...

Ok, ich hätte "Geschwindigkeit der Expansion" schreiben sollen. Habe ich natürlich von Anfang an so gemeint... ;)

Bzgl. Wiki:

However, galaxies lying farther away from this will recede away at ever-increasing speed and be redshifted out of our range of visibility.

Man kann das mit "Galaxien beschleunigen immer schneller" übersetzen. Aber das ist in der Tat ungenau. Korrekter wäre die Übersetzung "Galaxien entfernen sich [von einem Punkt] mit immer höherer Geschwindigkeit", das wäre dann deine Aussage.

Eines ist mir noch wichtig:

Egal, welche Einheiten du vor der Berechnung hinschreibst, im Ergebnis kürzen sie sich weg. Und das ist absolut legitim. Beide Formulierung sind absolut äquivalent, auch die Geometrie ist eine Form der Mathematik, darüber gibt es nichts zu diskutieren.

Aber man kann natürlich den Standpunkt vertreten, dass das "semantisch falsch" ist und nicht gerade der Anschaulichkeit dient. Es ist schwer, ein Konzept zu verstehen, wenn man auf so etwas nicht achtet. Dahingehend wäre ich der letzte, der dir widerspricht. Ich kämpfe ja wacker und stoisch dagegen, Begriffe wie Raumzeit und Gravitationsfeld zu mischen, auch wenn sie mathematisch äquivalent ist.

Ich weiß (glaube zu wissen;)), dass du genau letzteres meinst. Aber Formulierungen sind so eine Sache, es könnte auch falsch aufgefasst werden. (Ich denke, das war auch der Knackpunkt bei der Diskussion "nebenan", daher will ich dieses Mal lieber genau sein.)

Arrakai schrieb:Ok, ich hätte "Geschwindigkeit der Expansion" schreiben sollen. Habe ich natürlich von Anfang an so gemeint...

Das wage ich ehrlich zu bezweifeln. Denn dann ergibt es keinen Sinn, irgendwas mit der Geschwindigkeit einer Galaxie zu zitieren und zu meinen, die sprechen doch auch von "Geschwindigkeit".

Arrakai schrieb:Eines ist mir noch wichtig:

Egal, welche Einheiten du vor der Berechnung hinschreibst, im Ergebnis kürzen sie sich weg.

Nein.

Und wieder mal out.

perttivalkonen schrieb:Nein.

Echt jetzt? Also das verstehe ich jetzt wirklich nicht...

perttivalkonen schrieb:Das wage ich ehrlich zu bezweifeln. Denn dann ergibt es keinen Sinn, irgendwas mit der Geschwindigkeit einer Galaxie zu zitieren und zu meinen, die sprechen doch auch von "Geschwindigkeit".

Den Smiley hast du aber schon gesehen?! Ich sollte das nächste Mal Ironie on/off Tags benutzen. Natürlich habe ich es NICHT so gemeint/genau gewusst.

@Arrakai
OK, nein, den Smiley hatte ich so nicht verstanden. OK, versteh es jetzt.