Blick in die Vergangenheit / Urknall

Dummhausen · Anmeldungsdatum: 25.12.2021 Beiträge: 3

Meine Frage:
Hi,

das Webb-Teleskop ist ja gerade gestartet und - wie heißt es so schön - wir erhalten demnächst Licht von >13Mrd Lichtjahren entfernten Objekten, also quasi von Ereignissen "kurz nach dem Urknall".

Das hieße aber ja, daß sich diese Objekte schon kurz nach dem Urknall mit fast Lichtgeschwindigkeit "von uns" entfernt haben müssen, damit deren 13Mrd Jahre altes Licht jetzt erst zur Erde kommt? Wie paßt das mit einem immer schneller expandierendem Kosmos zusammen - mehr als c geht ja nicht...und wieso sehen wir in 13Mrd LJ Entfernung Objekte in Form von Galaxien (Aufnahmen des Hubble-Teleskops), die zu ihrer Entstehung ja auch das ein oder andere Milliarden Jährchen benötigen - also schon "etwas entfernt" vom Urknall?

Meine Ideen:
Ich vermute mal, meine Vorstellung von einem "irgendwie lokalen" Urknall ist falsch...?

Grüße
Karl

masterpie · Anmeldungsdatum: 13.11.2019 Beiträge: 408

Hallo, das sind keine einfach zu verstehenden Fragen und deren Antworten erst recht nicht. Ich kann Dir auch nur einen kleinen Teil beantworten. Andere haben mehr Wissen und werden weiteres dazu sagen können.

Richtig, der Urknall war kein lokales Ereignis im Sinne von, da hinten hats geknallt und irgendwann bekommen wir das hier mit. Geknallt hat ohnehin nichts. Es war ein Ereignis, wo auf allerkleinstem Raum eine unvorstellbare Energiemenge in extrem kurzer Zeit "explodiert" ist. Also im gesamten Raum gleichzeitig und der gesamte Raum hat sich danach ausgedehnt. Mit der Zeit zunächst immer langsamer. Vor ca. 7 Milliarden Jahren hat der Raum dann wieder in den Beschleunigungsmodus geschaltet und tut das bis heute. Welche Energie dies tut, also wie diese aussieht, hat noch keiner heraus gefunden. So hat sie erst mal die Bezeichnung dunkle Energie bekommen.

Es hat gut 380000 Jahre gedauert, bis sich die "Ursuppe" soweit gelichtet hat, dass Licht austreten konnte. Zuvor war die Energie lange Zeit zu groß, damit sich überhaupt erste Atome bilden konnten. In diesen Zeitraum von 380000 Jahren kann bis heute keiner hineinschauen. Große Hoffnungen ruhen auf Gravitationswellen. Diese könnten uns einmal die Daten aus dieser Zeit liefern. Auch das JWST wird die Situation nicht groß verbessern können. Es mißt wie Huble elektromagnetische Wellen (Licht) - nur im langwellligeren Bereich hin (Infrarot).

Da das Licht bei seiner Reise durch das Universum ebenfalls der Ausdehnung des Raumes unterliegt, werden die elektromagnetischen Wellen immer länger und seine "Farbe" verschiebt sich in den roten Bereich. Je weiter weg die Energiequelle zum Zeitpunkt ihrer Entstehung war, umso weiter wird das Licht in den infraroten Bereich verschoben sein. Diese Größe wird mit dem z-Wert angegeben. Heute am weitesten entfernte Energiequellen sind um die 13,2 Mrd. Lichtjahre entfernt. Der Urknall fand vor 13,85 Mrd Jahren statt.

Damals befand sich die Raumregion, wo wir uns heute im All befinden, etwa 5,4 Mrd. Lichtjahre von dem Punkt entfernt, wo die heute entferntestesten Energiequellen entstanden. Doch bis das Licht dieser Energiequellen uns erreichen konnte, vergingen 13,2 Mrd Jahre und in dieser Zeit hat sich das
Universum auf die heutige Größe ausgedehnt.

Es waren aber zwischen 13,2Mrd und 13.85 Mrd einige hundert Millionen Jahre Zeit, wo sich erste Sterne und Galaxien bilden konnten. Mit JWST wird man noch weiter als 13,2 Mrd Lj zurückschauen können. Wahrscheinlich bis an die Punkt, wo Licht austreten konnte. Das könnte bis 13,5 Mrd. Jahren liegen. Dann wird die Frage, wie sich im ganz frühen Universum Sterne und Galaxien bilden konnten, besser beantworten lassen.

Der heutige erfolgreiche, so lange erwartete Start des JWST war für viele so etwas wie ein Weihnachtsgeschenk. Nun dürfen wir gespannt sein, welche neuen Erkenntnisse die Daten ab dem kommenden Sommer bringen werden.

Schöne Weihnachten, Masterpie

Dummhausen · Anmeldungsdatum: 25.12.2021 Beiträge: 3

Hallo Masterpie,

Deine für mich entscheidende Aussage ist
"...Damals befand sich die Raumregion, wo wir uns heute im All befinden, etwa 5,4 Mrd. Lichtjahre von dem Punkt entfernt, wo die heute entferntesten Energiequellen entstanden. Doch bis das Licht dieser Energiequellen uns erreichen konnte, vergingen 13,2 Mrd Jahre und in dieser Zeit hat sich das
Universum auf die heutige Größe ausgedehnt....".
Wenn ich das richtig verstehe: "Kurz" nach dem Urknall hatte das Universum also schon eine Ausdehnung von 5,4 Mrd LJ - meinetwegen :-), aber wieso brauchte das Licht dann zu uns 13,2Mrd LJ? Hängt das mit der Ausdehnung zusammen? Also grob gesagt: Durch die Ausdehnung mußte uns das Licht erstmal einholen, und das dauerte halt solange...?

Grüße
Karl

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18103

masterpie · Anmeldungsdatum: 13.11.2019 Beiträge: 408

Dummhausen · Anmeldungsdatum: 25.12.2021 Beiträge: 3

Hallo Masterpie,

am Ende des Tages ist meine Vermutung also richtig: Wir können nur deshalb so tief in die Vergangenheit gucken, weil sich das Universum im Verhältnis zur Lichtgeschwindigkeit entsprechend schnell ausgedehnt hat.

btw: Die Zahlen sind für mich nicht verwirrend, und "groß" ist relativ: 90Mrd sind auch nur etwas größer als 1000...

Gruß
Karl