Etwas, das ich nie verstehen kann, ist, wo sich die kosmische Hintergrundstrahlung ausbreitet?
Wenn ich es genau weiß, ist die kosmische Hintergrundstrahlung tatsächlich das Licht des Urknalls. Wenn es genau zur gleichen Zeit passiert ist, muss es sich bis in das theoretische Zentrum des Universums ausgebreitet haben. Was bedeuten würde, dass es bereits alle Teile davon erreicht hat, falls es gleichzeitig mit dem Urknall passiert ist.
Es ist möglich, dass es sich in diese Richtung ausbreitet, aber das Universum dehnt sich schneller aus. In diesem Fall nähert sich die Strahlung, entfernt sich aber auch – wie alles im Universum. Aber es ist nur möglich, wenn sich das Universum schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnt. Ist das möglich?
Wenn es sich in Richtung des "Randes" des Universums ausbreiten würde, sollten wir nichts von seiner Existenz wissen können, weil es uns niemals erreichen würde.
Außerdem sind diese Theorien mit einer wichtigen Schlussfolgerung wahr: Das Universum hat einen Anfang in der Zeit, was bedeutet, dass es sich einst auszudehnen begann – folglich muss es eine Größenbeschränkung haben. Der Grund dafür ist, dass das Universum 4 Dimensionen hat: Länge, Breite, Höhe und Zeit. Einer von ihnen (Zeit) ist nicht unendlich, also kann keiner der anderen unendlich sein.
Das CMB kommt nicht von einem Ort; es kommt von überall her. Es geht auch nicht in eine Richtung; es geht in alle richtungen. Und es geschah nicht auf einmal, sondern überall ungefähr zur gleichen Zeit. Insbesondere ist es nicht das Licht des Urknalls, sondern das Licht einer Zeit rund 378.000 Jahre nach dem Urknall.
Die Idee ist, dass das Universum als eine wirklich heiße Suppe aus Ionen begann (wo die Atomkerne und Elektronen nicht zusammenbleiben würden, weil sie zu viel Energie hatten). Photonen konnten nicht sehr weit kommen, bevor sie von diesen Ionen und Elektronen absorbiert oder gestreut wurden. Aber sobald sich das Universum etwas mehr ausdehnte und abkühlte, konnten sich neutrale Atome bilden. Und Atome absorbieren und streuen Photonen weit weniger effizient als Ionen. Daher war es plötzlich unwahrscheinlich, dass irgendein Photon irgendwo im Universum gestreut und absorbiert wurde. (Abgesehen von der Absorption durch ungewöhnlich dichte Materieklumpen wie Sterne und große Staubwolken, aber wir wissen, dass der größte Teil des Universums leer von diesen Dingen ist.)
Die Photonen, die von Ionen und Elektronen abprallten, waren also plötzlich frei, um das Universum ohne Unterbrechung zu durchstreifen. Und das haben sie in den letzten 13,8 Milliarden Jahren oder so getan, bis einige unsere Detektoren erreicht haben. Sie können sich vorstellen, dass im Grunde überall im Universum das CMB-Licht in praktisch jede Richtung abgestrahlt wurde. Es „verbreitete“ sich mit dem Rest des Universums und über das Universum und einfach überall hin.
Die CMB-Photonen, die wir jetzt erkennen, kamen (im Grunde genommen) aus einer Kugel und kamen in eine bestimmte Richtung, um zu uns zu gelangen. Aber bei uns ist nichts Besonderes. Wir könnten unsere Detektoren an einen anderen Ort im Universum bringen, und wir würden CMB-Photonen sehen, die gerade aus einer anderen Sphäre in verschiedenen Richtungen kamen.
Der Urknall ist völlig zentrumslos.
Der richtige Weg, sich vorzustellen, woher der CMB kommt, besteht darin, sich vorzustellen, dass das Universum vor langer Zeit so heiß war wie die Oberfläche der Sonne. Das bedeutet, dass das Universum mit einem superheißen Plasma gefüllt war, das der heutigen Sonnenoberfläche sehr ähnlich sah. Dann, nach ausreichender Expansion, kühlte sich das Gas ab und das Plasma deionisierte sich zu einem normalen Gasgemisch aus H und He. Das geschah überall auf einmal. Dies wird als Rekombinationszeit bezeichnet.
Aber wie wir aus der speziellen Relativitätstheorie wissen, dauert es eine begrenzte Zeit, bis Informationen zu uns gelangen. Also, für Dinge, die 186.000 Meilen entfernt sind, konnte man immer noch das superheiße Plasma 1 s nach dem Punkt der Rekombination sehen, und so weiter und so fort. Da sich weiter entfernte Objekte schneller von uns weg ausdehnen , sie verschieben sich also rot, und so wird das Licht dieses Plasmas mit der Zeit röter und dunkler, bis es 13,6 Milliarden Jahre später zum kosmischen Mikrowellenhintergrund geworden ist.
Und, Kommentatoren, ich bin wirklich nicht daran interessiert, etwas über Ihren Vortrag darüber zu hören, dass Expansionsgeschwindigkeiten nicht real sind. Es gibt ein Koordinatensystem, in dem die räumliche 3D-Geometrie statisch ist, und dies ist eine vollkommen gültige Interpretation, die wahrscheinlich sowieso besser für unsere erdgebundenen Einheiten geeignet ist, wenn man bedenkt, dass sie sich nicht mit dem Universum ausdehnen. Sich bewegende Koordinaten sind nicht die einzige Möglichkeit, Kosmologie zu interpretieren.
dmckee --- Ex-Moderator-Kätzchen
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Zoltán Schmidt