Wie viel Gravitationseffekt erfahren wir (z. B. vielleicht -0,00001 G oder kleiner) vom Rand des sichtbaren Universums? Mit dem Rand des sichtbaren Universums spreche ich über die Region des kosmischen Mikrowellenhintergrunds und darüber hinaus. In der Vergangenheit war das Universum sehr heiß und dicht, und wir sehen das Licht aus dieser Zeitperiode als den kosmischen Mikrowellenhintergrund. Es dauerte etwas weniger als das Alter des Universums, bis dieses Licht uns erreichte, und es wurde mit der Ausdehnung des Weltraums extrem rotverschoben. Da sich die Schwerkraft anscheinend mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, sollten wir auch einen Gravitationseffekt von dieser Hülle um uns herum erfahren. Soweit ich weiß, war das Universum damals extrem dicht, und es umgibt uns in alle Richtungen, was die Schwerkraft stark verstärken würde. Es ist jedoch sehr weit entfernt, was die Schwerkraft stark schwächen würde. Ich weiß nicht, ob die Rotverschiebung die Schwerkraft beeinflussen würde, da sie das Licht des kosmischen Mikrowellenhintergrunds hat, aber wenn ja, würde dies den Effekt ebenfalls stark schwächen. Vor diesem Hintergrund frage ich mich, welche Wirkung die Schwerkraft vom Rand des Universums auf uns haben würde?
Hinweis: Ich würde erwarten, dass dies ein sehr kleiner Effekt nach außen in alle Richtungen ist, so etwas wie -0,00000001 g oder so ähnlich, aber nicht 0.
In der Vergangenheit war das Universum sehr heiß und dicht, und wir sehen das Licht aus dieser Zeitperiode als den kosmischen Mikrowellenhintergrund.
Diese Aussage ist (teilweise) richtig.
Jedoch....
Da sich die Schwerkraft anscheinend mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, sollten wir auch einen Gravitationseffekt von dieser Hülle um uns herum erfahren. Soweit ich weiß, war das Universum damals extrem dicht, und es umgibt uns in alle Richtungen, was die Schwerkraft stark verstärken würde.
Diese Aussage weist vielleicht darauf hin, dass es einige Missverständnisse über den gegenwärtigen Zustand des Universums gibt und auch darüber, was kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung wirklich ist (Hervorhebungen hinzugefügt, um die Problembereiche zu identifizieren). Um also eine vernünftige Antwort auf die gestellte Frage zu geben, müssten auch diese Missverständnisse angesprochen werden.
Das Urknallmodell legt nahe, dass alles, was wir in unserem beobachtbaren Universum sehen, einst in einer unendlich kleinen, heißen und dichten Region des Weltraums konzentriert war. Der Urknall ereignete sich jedoch überall , worauf eine superluminale Ausdehnung des Raums durch einen Prozess namens Inflation folgte . Das Universum war immer noch zu heiß, als dass sich Photonen frei bewegen könnten. Erst in den nächsten 380.000 Jahren dehnte es sich weiter aus und wurde schließlich so weit abgekühlt, dass sich die ersten Wasserstoffatome bildeten. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Licht zum ersten Mal sichtbar. Der Überrest dieses Lichts ist das, was wir jetzt kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung nennen .
Auch hier ist es wichtig zu beachten, dass sich der Raum kontinuierlich in alle möglichen Richtungen ausdehnte, als das erste Licht überall ausgestrahlt wurde. Mit anderen Worten, die "dichte" Region, von der aus die Raumzeit begonnen hatte, war nun insgesamt vergleichsweise viel weniger dicht geworden. In all diesen Jahren hat diese Expansion nicht aufgehört und jede Region, in der das Licht zuerst emittiert wurde, ist nun in große Entfernungen zurückgegangen (46 Milliarden Lichtjahre in jede Richtung) . Alle Regionen haben sich noch weiter abgekühlt, um sich zu Sternen und Planeten, Galaxien, Haufen und allen anderen vorstellbaren Himmelsobjekten zu entwickeln.
Um die gestellten Fragen zu beantworten (der Einfachheit halber bleiben wir bei CMB als "Rand") ....
Außerhalb unseres beobachtbaren Universums gibt es keinen Raum, der uns wie eine Betonhülle umgibt . Genau genommen ist es nur eine Grenze dafür, wie weit in die Vergangenheit zurück und wie tief wir mit unseren aktuellen Technologien in den Weltraum blicken können. Auch hat dies nichts mit dem gegenwärtigen Zustand des Universums dort zu tun. Das Universum ist homogen und isotrop – das heißt, Sie könnten an jeden anderen Ort im Universum gehen und es würde immer noch genauso aussehen wie von hier aus – überall Sterne und Galaxien. Ihr Blickwinkel würde bestimmen, welche Galaxie Ihnen als entfernter Fleck erscheint und welche Region des Weltraums lediglich als CMB-Strahlung erscheint.
Die Regionen, die wir jetzt als CMB sehen, 46 Milliarden Lichtjahre entfernt, sind in der Tat eine der entferntesten Regionen des Weltraums , von wo aus alles, einschließlich der Schwerkraft, irgendwelche Auswirkungen auf uns gehabt hätte. Inzwischen wäre alles, was wir als CMB sehen, zu Himmelsobjekten verschmolzen. Aber es gibt einen Haken ... Denken Sie daran, wenn die Sonne jetzt aus dem Sonnensystem verschwinden würde, würde es immer noch ungefähr 8 Minuten dauern, bis die Erde aus ihrer Umlaufbahn befreit ist. Das heißt, der Stand der Sonne vor 8 Minuten bestimmt, welche Schwerkraft wir jetzt dadurch spüren .
Um also den Gravitationszug von CMB (46 Milliarden Lichtjahre entfernt) zu berechnen, müssen wir den Zustand der Materie vor 13,8 Milliarden Jahren minus 380.000 Jahren (als das CMB emittiert wurde) betrachten. Wir können grob davon ausgehen, dass es damals überall nur Wasserstoffatome waren. Die Gesamtmasse aller dieser Atome zusammen wäre der Masse des beobachtbaren Universums äquivalent gewesen , dh .
Aber noch einmal, das CMB wurde überall emittiert und die isotrope Natur des CMB sagt uns, dass die Abweichungen von der Gleichmäßigkeit nur bis zu sieben Teile in einer Million betragen ! Das heißt, als das CMB vor 13,8 Milliarden Jahren minus 380.000 Jahren emittiert wurde, war die Masse des beobachtbaren Universums nahezu perfekt gleichmäßig in alle möglichen Richtungen verteilt. Aus einer Entfernung von 46 Milliarden Lichtjahren bedeutet dies dann eine fast gleiche Anziehungskraft von überall, wo Licht (und Schwerkraft) uns seitdem erreicht hat. Daher die Gravitationswirkung der Materiedas heißt (dh war) gleichmäßig in einem Radius von 46 Milliarden Lichtjahren von uns verteilt, würde dem entsprechen, was man fühlen würde, wenn sie irgendwie den Mittelpunkt der Erde erreichen würden – dh ein nahezu perfektes Gleichgewicht mit einer Nettokraft erfahren würden von Null.
PS: Sollte es oben irgendwelche Unstimmigkeiten geben, würde ich die Vorschläge zur Korrektur oder Verbesserung der Antwort von ganzem Herzen begrüßen.
Zephyr
BenutzerLTK
Jonathan