Expansion des Universums

Ich lese gerade das Buch „Die Theorie von allem“. Im zweiten Kapitel heißt es, das Universum dehnt sich aus, und wir wissen das, weil die Messungen, die unter Verwendung des Doppler-Effekts anderer Galaxien gemacht wurden, rotverschobene Signale liefern. Meine Frage ist, gibt es in dieser Erweiterung keine Galaxien hinter uns? Ich meine, wenn sich alle Galaxien immer weiter von uns entfernen, bedeutet das, dass das Zentrum des Universums leer ist? oder sind die Galaxien hinter uns langsamer, sodass der Rotverschiebungseffekt geringer ist?

Antworten (1)

Dies scheint nicht intuitiv zu sein, aber das Universum scheint kein Zentrum zu haben, von dem sich Galaxien entfernen können. Denn der Urknall scheint kein einmaliges Ereignis an einem bestimmten Ort zu sein, sondern ein Ereignis an jedem Ort. Mit anderen Worten, der Urknall scheint an jedem Punkt im Universum stattgefunden zu haben, möglicherweise unendlich in alle Richtungen (beachten Sie, dass "Richtung" damals nicht wirklich viel bedeutete). Aus diesem Grund gibt es kein "Zentrum", von dem aus sich das Universum ausbreiten könnte.

Wenn stattdessen gesagt wird, dass sich das Universum ausdehnt, ist damit gemeint, dass das Gewebe der Raumzeit selbst buchstäblich größer wird. Es wird angenommen, dass dies durch dunkle Energie angetrieben wird, aber der Mechanismus ist noch unbekannt. Mit anderen Worten, wir wissen nicht, warum es passiert.

Dies gibt uns die seltsame Situation, dass zwei Galaxien, die relativ zueinander stationär sind, sich am Ende immer noch weiter „entfernen“, weil das Raumgefüge zwischen ihnen größer wird. Sogar zwei Galaxien, die sich relativ zu einem anderen Objekt aufeinander zu bewegen, entfernen sich immer noch voneinander, wenn sie weit genug entfernt sind, weil der Raum zwischen ihnen schneller größer wird, als sie ihn durchqueren können.

Selbst Licht, wenn seine Quelle weit genug vom Betrachter entfernt ist, wird keine ausreichende Distanz zurücklegen, da der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Betrachter im Laufe der Zeit buchstäblich größer wird. Wir haben bereits eine Grenze dafür, wie viel vom Universum beobachtbar ist, nämlich die Entfernung, über die das Licht seit Beginn des Universums Zeit hatte, sich fortzubewegen. Die Expansion des Universums fügt eine zweite Grenze hinzu, nämlich die Entfernung, über die hinaus Licht uns niemals erreichen wird, da sich der Raum zwischen uns und seiner Quelle schneller ausdehnt, als Licht ihn jemals durchqueren könnte.

Ich kenne mich mit diesem Thema nicht besonders gut aus und habe möglicherweise Fehler gemacht. Jeder, der sich besser auskennt, sollte sich frei fühlen, Korrekturen zu dieser Antwort anzubieten.

Zu Ihrem letzten Absatz: Kudos! Ihre Antwort ist im Grunde dieselbe, die ich vor einiger Zeit in einem anderen Forum in einer anderen (meiner) Sprache geschrieben habe.
Ich habe einmal gelesen (vergessen Sie die Quelle), dass die Expansion des Universums durch das Backen von Rosinenbrot visualisiert werden kann: Rosinen repräsentieren Galaxien und der Teig repräsentiert den Raum zwischen den Galaxien. Wenn der Teig aufgeht, "sieht" also jede einzelne Rosine, wie sich jede andere Rosine von ihr wegbewegt. Außerdem bewegen sich entfernte Rosinen schneller weg als nähere Rosinen, weil sich dazwischen mehr Teig ausdehnt. Obwohl ich Schokoladenstückchen bevorzuge...
Wenn ich die Antworten verstehe, ist der Effekt so, als würde man Raum zwischen den Galaxien schaffen? Oder bewegen sich die Galaxien auf andere Weise in weiter entfernte leere Zonen des Universums?
@Juan Es ist eher so, dass der Raum dazwischen buchstäblich größer wird. Die Galaxien müssen sich nicht einmal relativ zueinander bewegen, aber sie werden immer noch weiter voneinander entfernt sein, weil der Weltraum selbst buchstäblich größer wird. Es geht also nicht so sehr darum, dass sich Galaxien in Richtung leererer Zonen des Universums bewegen , sondern dass diese leeren Zonen ständig geschaffen und erweitert werden, weil der "leere Raum" immer größer wird.
Zur Verdeutlichung, anstatt dass Galaxien voneinander weggedrückt werden, stellen Sie sich vor, dass mehr Raum zwischen ihnen und wohin sie gehen, geschaffen wird. Sie bewegen sich nicht unbedingt, landen aber trotzdem weiter weg. Das bedeutet auch, dass wir, wenn wir durch den Raum reisen und ein bestimmtes Ziel anvisieren würden, tatsächlich eine größere Entfernung zurücklegen würden als zu Beginn unserer Reise, da diese zusätzliche Entfernung durch die Ausdehnung der Raumzeit als entstanden wäre wir reisten. Am Ende legten wir eine größere Entfernung zurück, als zu Beginn überhaupt vorhanden war.
@MrSpudtastic Vielen Dank an alle, Sie lösen eine Frage, über die ich ein paar Tage nachdenken musste. Jetzt muss ich diese erstaunliche Idee verarbeiten :).
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