Expandiert das Universum mit einer Geschwindigkeit von fast 2c2c2c?

Es gibt keine bestimmte Geschwindigkeit, mit der sich das Universum ausdehnt.

Stattdessen nimmt die Expansionsrate gemäß dem Gesetz von Hubble mit der Entfernung zwischen den betrachteten Punkten zu .

Bei ausreichend großem Abstand ist die Rate größer als c, größer als 2c, größer als jeder gegebene Wert.

Es gibt keinen Radius für das gesamte Universum, obwohl man davon ausgehen könnte, dass das beobachtbare Universum einen Radius hat.

Der Radius des beobachtbaren Universums stimmt nicht mit der Ausdehnung mit Lichtgeschwindigkeit überein, da die Ausdehnungsrate mit der Zeit variiert. Die Expansion hat sich in der Vergangenheit verlangsamt und dürfte sich derzeit beschleunigen. Ein Photon, das von einem Objekt emittiert wird, das sich um mehr als c zurückzieht, kann schließlich eine Region der Raumzeit erreichen, die sich um weniger als c zurückzieht, was es ermöglicht, auf uns zuzukommen und beobachtet zu werden.

Wir können derzeit Licht von Sternen beobachten, die sich bei mehr als c von uns entfernten und immer noch entfernen.

Weitere Diskussionen finden Sie in den folgenden Papieren:

http://users.etown.edu/s/stuckeym/AJP1992a.pdf

https://arxiv.org/abs/astro-ph/0011070

https://arxiv.org/abs/astro-ph/0310808/

Gibt es irgendwelche Fehler in meinem Denken?

Mehrere, aber die wichtigste ist diese: Die räumliche Metrik ist kein Objekt mit einer Weltlinie. Daher kann man nicht schlussfolgern, dass die metrische Ausdehnung des Raums „geschwindigkeitsbegrenzt“ ist (was auch immer das bedeuten mag).

Ich vermute auch, dass Sie sich das expandierende Universum als expandierenden Ball mit einem Durchmesser und einer Grenze vorstellen, aber wenn ja, wäre das auch ein Denkfehler.

"Mir wurde gesagt, dass sich nichts schneller als Lichtgeschwindigkeit fortbewegen kann."

Was Ihnen gesagt wurde, ist eine mehrdeutige Aussage. Was genau ist mit „Reisen“ gemeint ? Eine genauere Aussage ist, dass nichts ein Photon überholen kann. Das gilt auch für die Raumerweiterung.

Sie müssen genau darauf achten, wie die Geschwindigkeitsbegrenzung definiert ist. Sie können nicht schneller reisen als ein Lichtstrahl in einem lokalen Bezugssystem. Aber die Geometrie der Raumzeit ändert sich über weite Entfernungen im Universum, sodass die relative "Geschwindigkeit" solcher entfernter Objekte (wie Galaxien auf den gegenüberliegenden Seiten des beobachtbaren Universums) nicht auf einfache Weise verglichen werden kann. Die Geometrie der Raumzeit dehnt sich aus und "zieht" die Galaxien mit sich. Aber in einem kleinen Bereich, in dem die Ausdehnung vernachlässigbar ist, bewegt sich nichts schneller als Licht.

Bitte beachten Sie auch, dass sich der Rand des beobachtbaren Universums (der als Teilchenhorizont bezeichnet wird ) nicht mit Lichtgeschwindigkeit zurückzieht, sondern mit 3-facher Lichtgeschwindigkeit.

Eine Diskussion zu diesem Thema finden Sie beispielsweise hier .

Mir wurde gesagt, dass sich nichts schneller als Lichtgeschwindigkeit fortbewegen kann.

Das ist richtig; aber natürlich nur soweit es richtig verstanden wird.
Etwas expliziter und sorgfältiger müssen zwei getrennte korrekte Aussagen betrachtet werden:

• (1) Im Kontext der Geometrie im Allgemeinen und (der geometrisch-kinematischen Aspekte) der Relativitätstheorie im Besonderen wird der Austausch von „Licht“ ( zwischen einem bestimmten Teilnehmerpaar; „Sender“ und „Empfänger“) verstanden als Signalfront jedes zwischen ihnen ausgetauschten Signals; dh auf welche Weise auch immer der Empfänger zuerst etwas über den Sender erfährt (der Empfänger ändert seinen Zustand als Reaktion darauf, dass der Sender seinen Zustand geändert hat; wobei sowohl der Sender als auch der Empfänger typischerweise als Systeme betrachtet werden, die aus elektromagnetischen Ladungen bestehen, wobei jedes solche „ Licht " Signal, das ausgetauscht wurde, kann im Allgemeinen als elektromagnetisches Signal angesehen werden). Und

• (2) soweit Sender und Empfänger zueinander in Ruhe waren und blieben , so dass sie bestimmen und sich darauf einigen konnten, (als System) durch einen bestimmten Abstandswert zwischeneinander gekennzeichnet zu sein (und nicht etwa nur starr zueinander sind und durch ein Paar von Quasi- Abstandswerten gekennzeichnet sind), so dass sie Werte der (Durchschnitts-)Geschwindigkeit "zwischen"einander (als System) bestimmen könnten, sei es die (Durchschnitts-)Geschwindigkeit von a Signalfront, die sie austauschten, oder die (durchschnittliche) Geschwindigkeit einer bestimmten Sache (oder eines identifizierbaren Reisenden), die zwischen ihnen passiert war, oder die (durchschnittliche) Geschwindigkeit eines gemeinsamen Ereignisses (oder Phase) .), die sie beide beobachteten, ohne dabei notwendigerweise ein Signal untereinander auszutauschen,
  dann bestimmen sie die Geschwindigkeit von irgendetwas, dessen Vorbeifahrt implizierte, dass Sender und Empfänger dadurch notwendigerweise ein Signal austauschten, als kleiner oder höchstens gleich der Geschwindigkeit des entsprechenden Signalfront (die normalerweise als "$c_0$"; oder oft nur "$c$".).

Daher nimmt aus meiner Sicht der Durchmesser des Universums mit einer Rate von "$2~c$".

Das ist eine fehlerhafte Aussage, da sie das Symbol "$c$" als Geschwindigkeit streng im Sinne von (2), dh in Bezug darauf, dass ein bestimmter Sender und ein bestimmter Empfänger (z. B. "Sie") in Ruhe zueinander waren und blieben .

(Diese Art von Fehler scheint bei Leuten üblich zu sein, die sich auf "Entfernung" beziehen, wenn sie versuchen, Themen der Kosmologie zu charakterisieren, ohne ausdrücklich Synges Rat zu befolgen

"Für uns ist Zeit [Dauer] das einzige grundlegende Maß. Länge [Entfernung] ist streng genommen ein abgeleitetes Konzept".

[JL Synge, "Relativität. Die allgemeine Theorie", p. 108]

Die Hauptsache hier ist, dass die Expansion des Universums nicht dasselbe ist wie die begrenzte Geschwindigkeit$c$. Die Erweiterung selbst ist grundsätzlich unbegrenzt (weitere Informationen finden Sie in den anderen Antworten).

Eine damit zusammenhängende Tatsache ist, dass es sogar ohne kosmische Expansion möglich ist, Beispiele für Entfernungen zu finden, die sich ändern$2c$. Wenn sich zwei Dinge aus entgegengesetzten Richtungen nähern, jedes mit Geschwindigkeit$c$relativ zu Ihnen, dann ist die Änderungsrate des Abstands zwischen ihnen, wie von Ihnen selbst beobachtet$2c$. Dies verletzt nicht die Geschwindigkeitsbegrenzung, da sich nichts mit dieser Geschwindigkeit bewegt (relativ zu Ihnen oder irgendetwas anderem).

Wenn Sie zum Beispiel irgendwo in der Nähe des LHZ-Teilchenbeschleunigers am CERN stehen, nähert sich Ihnen von rechts ein Haufen Protonen aus der Nähe$c$, und ein Haufen Protonen nähert sich Ihnen von links in der Nähe$c$. Zwischen diesen beiden Protonenbündeln könnte man (im Prinzip) ein Maßband spannen. Der Abstand zwischen ihnen, wie von Ihrem Maßband angezeigt, ändert sich dann mit der Rate$2c$. Beachten Sie jedoch, dass sich relativ zu Ihnen nichts mit dieser Geschwindigkeit bewegt. Und im Rest von jedem Protonenstrahl hat der andere eine sehr ähnliche Geschwindigkeit$c$, nicht$2c$. Verwirrt? Nun, ich zeige hier nur ein paar relevante Fakten; für Erklärungen müssen Sie weiter lernen.