Habt Ihr eine Vorstellung von den Dimensionen im Universum?
Manch einer behauptet ja, dass wir das Weltall erobert haben, nur weil es gelungen ist, Menschen auf den Mond und zurück zu bringen. Das ist ungefähr so, als wenn eine Ameise einen Schritt macht und behauptet, sie habe die Welt erobert.
Was Die Menschheit bisher geleistet hat, ist aus unserer Sicht eine ganz große Leistung, aber im absoluten Maßstab ist es nichts. Die Dimensionen, also die Entfernungen sind riesengroß. Allein zum nächsten Stern (Proxima Centauri) sind es rund 40 Billionen Kilometer. Das ist aber unser nächster Nachbar. Auch diese an sich riesige Entfernung ist nichts im Vergleich zu unserer Heimatgalaxie. Die hat einen Durchmesser von 105700 Lichtjahren, also rund einer Trillion Kilometern.
Auch die Milchstraße ist im Vergleich zum Rest des Universums noch verschwindend winzig. Die nächste Galaxie ist 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt und es gibt rund 200 Milliarden Galaxien im sichtbaren Universum. Ob es jenseits der Sichtbarkeitsgrenze noch weiter geht, wissen wir noch nicht.
Wir haben es also mit riesigen Zahlen zu tun und da stellt sich mir die Frage, ob es Leute gibt, die sich wirklich eine konkrete Vorstellung von den Dimensionen des Universums machen können.
Wie seht Ihr das?
9 Antworten
Nein - niemand kann eine Vorstellung von der Grösse des Universums haben. Das beobachtbare Universum ist eine Kugel mit einem Radius von 4,4*10^26 m. Der Erfahrungshorizont des Menschen erstreckt sich über etwa 10 Zehnerpotenzen in Metern (10^(-4) m für den Durchmesser eines Haares bis 10^6 m = 1.000 km, der Grössenordnung, in der der Erddurchmesser liegt). Selbst wenn man bei einem Maßstab von 1:10^16 die Erde auf die Grösse eines Atoms schrumpfen würde, was bereits jenseits des Erfahrungshorizontes im Kleinen liegt, läge die Grösse des Universums bei diesem Maßstab mit 10^10 m = 10.000.000 km immer noch ausserhalb des menschlichen Erfahrungshorizontes im Grossen…
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Ich liebe es, mich in Zehnerpotenzen zu suhlen...
Würde den direkten Erfassungshorizont um 2 Zehnerpotenzen höher sehen. Die Sichtgrenze bei 0,1mm stimmt. Aber du fährst 1 Jahr lang 100km geradeaus mit dem Rad UD. Die bist fast einman rundherum. Du machst es 10 Jahre, und du hast die Distanz zum Mond überschritten. Also bei 1 Million km würde ich diese Erfassungsgrenze sehen. Das ist was du so halbwegs sinnvoll im Leben auch per Auto, Rad usw. zurückliegst.du kannst fassen wie viel Ausdauer es selbst mit Technik braucht. Hart wird es, wenn die klar wird, Licht braucht dafür nur 3s. Und der nächste fremde Stern liegt 4 Lichtjahre entfernt. Aber damit kannst du erfassen um was für einen Faktor das über deiner körperlichen Beweglichkeit über ein ganzes Leben hinweg liegt.
Und so kannst dich vortasten...
Ich kann es mir nicht vorstellen. Dazu kommt, dass es mittlerweile Hinweise gibt, dass das Universum, bzw. Multiversum, unendlich weit in die Vergangenheit reicht.
Nein - sehr große (und sehr kleine) Zahlen sind unvorstellbar. Wenn ich lese, dass die Sonne pro Sekunde 4 Millionen Tonnen an Masse verliert, kann ich nicht anders - wider besseres Wissen - als sofort zu denken: "Da kann doch eigentlich nichts mehr da sein".
Seit die Sonne existiert, hat sie schon rund 700 Quintillionen Tonnen Masse verloren — und sie strahlt immer noch (fast) wie neu...
Vorstellung basiert auf Modellen, und auch die Vorstellung von Entfernungen bildet keine Ausnahme, außer vielleicht dem, was man zu Fuß zurückgelegt hat.
Zum Universum versteht man am besten zunächst die Hubblekonstante.
Unter der Annahme einer linearen Ausdehnung des Universums ist der Skalenfaktor a(t) =D(t)/D0 einer beliebigen Distanz D und der Distanz D0 zum Zeitpunkt t0 im Universum linear abhängig von der Zeit t:
a = da/dt*t (1) mit einer Ausdehnungsgeschwindigkeit
da/dt = H*a (2)
Der Faktor H ist die Hubblekonstante (die besser Hubbleparameter heißen sollte, weil sie nicht konstant ist - in der Tat folgt aus einer linearen Ausdehnung konstante Ausdehnungsgeschwindigkeit da/dt und damit H = 1/t mit 2 in 1 eingesetzt), hat beim Urknall eine Polstelle und nimmt seitdem ab, wird aber nie null.
Kosmologischer Horizont
Objekte in der Entfernung r entfernen sich mit der Geschwindigkeit v(r) = H*r von uns. Man kann nun mit der Lichtgeschwindigkeit c einen Radius rH = c/H definieren, der Hubbleradius genannt wird. Für r = rH ist die Geschwindigkeit v(rH) = c, d.h. theoretisch entfernen sich Objekte in dieser Entfernung mit Lichtgeschwindigkeit von uns (die Spezielle Relativitätstheorie gilt nur lokal und wird dadurch nicht verletzt), und man könnte meinen, dass man dann diese Objekte nie mehr sehen kann, weil ihr Licht nicht gegen die Expansionsgeschwindigkeit ankommt, aber:
1. Licht direkt hinter rH kann es, einmal ausgesandt, mit der Zeit innerhalb von rH schaffen und uns letztlich doch erreichen - die korrekte Rechnung beinhaltet eine Integration der Bewegung mitbewegter Koordinaten und des Lichtsignals von t0 bis unendlich und führt hier zu weit - außerdem...
2. ist die o.g. Annahme der linearen Ausdehnung falsch. Die Ausdehnung unterliegt bremsenden und beschleunigenden Einflüssen (zB die Massendichte einschl. dunkler Materie vs. dunkle Energie), deren Stärke nicht zeitlich konstant war oder sein wird. In Abhängigkeit von diesen Einflüssen kann der Kosmologische Horizont sich bei vorwiegender Bremsung weiter ausdehnen und mehr Objekte sichtbar machen, oder bei vorwiegender Beschleunigung schrumpfen und mehr Objekte verbergen.
Aus diesen beiden Gründen liegt der Kosmologische Horizont nicht beim Hubbleradius, sondern nach aktuellem Stand etwas dahinter (etwa 16 Mrd LJ statt 13,4 Mrd LJ). Mit weiterer Ausdehnung des Universums und sinkender Massendichte könnte die Beschleunigung gewinnen - dann würde der Hubbleparameter auf einen konstanten Wert sinken: die Lösung für die Differentialgleichung da/dt = const*a ist dann eine exponentielle Ausdehnung, die den Kosmologischen Horizont schließlich bis auf gravitativ direkt gebundene Strukturen schrumpfen ließe, und die Reste der Vereinigung aus Milchstraße und NGC224 wären allein in der Dunkelheit.
Partikelhorizont.
Wo aber sind die fernsten Objekte, die wir jetzt schon sehen, wirklich? Als ihr Licht ausgesandt wurde, dh kurz nachdem das Universum transparent wurde, waren sie nur einige Mio LJ entfernt. Während ihr Licht im Raum zu uns unterwegs war, bewegte sich dieser Raum aber mit der Expansionsgeschwindigkeit von uns weg und verlängerte die Reisezeit des Lichtes (und seine Wellenlänge), bis das Licht schließlich hier ankam; inzwischen haben sich die damals aussendenden Objekte bis zum sog. Partikelhorizont entfernt (ca 46 Mrd LJ), also weit hinter dem Kosmologischen Horizont.
Habt Ihr eine Vorstellung von den Dimensionen im Universum?
Nicht wirklich. Selbst wenn es nur um die Größe des für uns beobachtbaren Universums geht, finde ich diese Größe praktisch unvorstellbar. Ich gehe sogar soweit, dass allein die größten Entfernungen bis zu den Sternen, die man mit bloßem Auge erkennen kann, praktisch unvorstellbar sind, und dabei handelt es sich nur um bestenfalls ein paar tausend Lichtjahre oder weniger. Sogar die Entfernung zum nächst gelegenen Nachbarstern liegt bei über 4 Lichtjahren und dagegen ist der Mond nur etwa eine Lichtsekunde von uns entfernt - und selbst das ist schon gut 9 Mal dem Erdumfang entsprechend. Und wenn schon eine Lichtsekunde eine so gewaltige Entfernung darstellt, wie gewaltig muss es da erst bei mehreren Milliarden Lichtjahren sein? Also nein, ich habe davon keine wirkliche Vorstellung und ich denke, wer wirklich ehrlich ist, gesteht sich gleiches ebenfalls zu.