Hubble liefert neue Bilder - Nur noch 450 Millionen Jahre zum Urknall

[Minkowski]

Und wieder einmal zeichnet sich das Weltraumteleskop "Hubble" durch erneute Einblicke in die Vergangenheit aus.

Hamburg/Baltimore - Das Weltraumteleskop "Hubble" hat den bislang tiefsten Blick ins Weltall geworfen: Ein Foto mit Langzeitbelichtung trägt den Namen "Hubble extreme Deep Field" (XDF), es enthüllt rund 5500 Galaxien in einer Entfernung von bis zu 13,2 Milliarden Lichtjahren, wie das US-amerikanische Weltraumteleskop-Forschungsinstitut STScI in Baltimore erklärte. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, und entspricht knapp zehn Billionen Kilometern.

"Das XDF ist die tiefste Himmelsaufnahme, die je erzielt wurde, und enthüllt die fernsten Galaxien, die je beobachtet wurden", erläuterte Garth Illingworth von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz in der Mitteilung. "XDF ermöglicht uns, weiter zurück in die Zeit zu spähen als jemals zuvor."

Das aus 2000 Einzelaufnahmen zusammengesetzte neue Bild enthält die Geschichte der Galaxienentwicklung fast seit dem Urknall bis heute. Sowohl die uralten, winzigen Ursprünge der heutigen majestätischen Spiralgalaxien sind darauf zu sehen als auch alte, rote Galaxien, die kaum noch neue Sterne produzieren.

Das XDF ist ein Ausschnitt aus dem "Hubble Ultra Deep Field" (UDF) der Jahre 2003/2004 aus dem südlichen Sternbild Fornax. Für die neue Aufnahme hatte das Teleskop einen winzigen Himmelsbereich, der nur ein Bruchteil so groß ist wie der Vollmond, in den vergangenen zehn Jahren insgesamt etwa 555 Stunden lang beobachtet. Auf diese Weise wurden noch Galaxien sichtbar, die zehn Milliarden Mal schwächer leuchten als mit dem bloßen Auge zu sehen.

Die fernste Galaxie in der Aufnahme stammt aus einer Zeit, als das Universum erst 450 Millionen Jahre alt war. Zum Vergleich: Inzwischen sind bereits 13.700 Millionen Jahre seit dem Urknall vergangen. Immer tiefer haben Astronomen ins All geblickt. Je ferner die Galaxien, desto älter sind sie. Nach dem neuesten Bild fehlen nur noch 450 Millionen Jahre bis zum Urknall - 95 Prozent des Weges sind schon geschafft.

Seit 1990 blickt die Nasa mit ihrem Weltraumteleskop "Hubble" ins Universum. Das Gerät gilt als Rockstar der Astronomie. Seine Aufnahmen gehören zu den faszinierendsten der Wissenschaft.

Quelle: Spiegel Online

[Anaxagoras]

Wohl ne total blöde Frage, aber da man soweit schon zurückblicke konnte, könnte man theoretisch den Urknall noch sehen?

[Kelshan]

Wohl ne total blöde Frage, aber da man soweit schon zurückblicke konnte, könnte man theoretisch den Urknall noch sehen?

Das hatte ich mich auch schon gefragt. Da aber so etwas wie Zeit afaik vor dem Urknall auch noch nicht existiert haben soll und sich erst währenddessen herausgebildet hat, halte ich ein Beobachten des Urknalls selbst für eher unwahrscheinlich, höchstens die direkten Folgen nach dem Knall.

Zumal dann aber auch erst einmal etwas da sein muss, was man beobachten kann. Auch interessant: Auch wenn der Raum ebenfalls erst seit dem Knall existieren soll, scheint ja alle Materie ihren Ursprung in einem Punkt zu haben, von dem aus sie dann expandiert hat?

Geht man davon aus, dass sich der Kram auch nur allerhöchstens mit Lichtgeschwindigkeit bewegt hat (eher weniger), wäre die älteste erkannte Galaxie also (zum Zeitpunkt des Fotos) "nur" ~450Mio Lichtjahre vom Singularitäts-"Zentrum" entfernt?

Aber allgemein: Ich finde es extrem faszinierend wie weit man auf diesem Wege in die Vergangenheit schauen kann

[Anaxagoras]

Wär geil wenn man weiter blicken könnte als das Universum eigentlich alt sein sollte. Wär was für nen SciFi Film

[Mondkalb]

Es gibt eine Grenze von ungefähr 300-400.000 Jahre nach dem Urknall. Bis dahin war das Universum zu heiß und die Materie im Plasma-förmigen Zustand und deswegen für Licht praktisch undurchsichtig.
Beobachtbares Universum - Wikipedia

[Dannyboy]

Zumal dann aber auch erst einmal etwas da sein muss, was man beobachten kann. Auch interessant: Auch wenn der Raum ebenfalls erst seit dem Knall existieren soll, scheint ja alle Materie ihren Ursprung in einem Punkt zu haben, von dem aus sie dann expandiert hat?

Geht man davon aus, dass sich der Kram auch nur allerhöchstens mit Lichtgeschwindigkeit bewegt hat (eher weniger), wäre die älteste erkannte Galaxie also (zum Zeitpunkt des Fotos) "nur" ~450Mio Lichtjahre vom Singularitäts-"Zentrum" entfernt?

Nein. Es gib kein Singularitätszentrum, denn das ganze Universum ist die Singularität.
Außerdem gab es eine Phase beschleunigter Inflation. Damit war das universum schon sehr schnell sehr groß.

[Agent Scullie]

Da aber so etwas wie Zeit afaik vor dem Urknall auch noch nicht existiert haben soll und sich erst währenddessen herausgebildet hat,

"währenddessen herausbilden" ist ein Vorgang in der Zeit, setzt also die Existenz der Zeit bereits voraus. Die Zeit selbst kann sich also nicht während irgendeines Vorganges herausbilden. In kosmologischen Modellen mit Anfangssingularität beginnt die Zeit im Augenblick der Anfangssingularität, sie bildet sich nicht allmählich heraus, sondern ist auf einen Schlag da.

Es gibt daneben noch Modelle mit einem Instanton imaginärer Zeit im frühen Universums. Auch da bildet sich aber nichts allmählich heraus, der Wechsel von imaginärer zu gewöhnlicher Zeit, vom Instanton zur gewöhnlichen Raumzeit, ist auch da schlagartig.

[Thomas W. Riker]

Zumal dann aber auch erst einmal etwas da sein muss, was man beobachten kann. Auch interessant: Auch wenn der Raum ebenfalls erst seit dem Knall existieren soll, scheint ja alle Materie ihren Ursprung in einem Punkt zu haben, von dem aus sie dann expandiert hat?

Geht man davon aus, dass sich der Kram auch nur allerhöchstens mit Lichtgeschwindigkeit bewegt hat (eher weniger), wäre die älteste erkannte Galaxie also (zum Zeitpunkt des Fotos) "nur" ~450Mio Lichtjahre vom Singularitäts-"Zentrum" entfernt?

Die am weitesten entfernten beobachtbaren Objekte sind rund 43 Milliarden Lichtjahre entfernt, da RAUM sich mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnen kann und sich auch ausgedehnt hat.
Beispielsweise ist der Quasar J1509-1749 27,8 Milliarden Lichtjahre (sog. proper distance) entfernt. Gemäß des links unten wurde das Licht 900 Millionen Jahre nach dem Urknall zu uns emittiert, also vor 12,8 Milliarden Jahren.

Interessante Texte zum Thema:
Charles H. Lineweaver und Tamara M. Davis Spektrum der Wissenschaft Mai 2005 und Hartmut Schulz in Sterne und Weltraum 1/1997

Leser Bild: Quasar J1509-1749 - Sterne und Weltraum

Einen aktuelleren Text bereitet z.Z. Matthias Bartelmann für Sterne und Weltraum vor.

[blueeyeboy]

Die am weitesten entfernten beobachtbaren Objekte sind rund 43 Milliarden Lichtjahre entfernt, da RAUM sich mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnen kann und sich auch ausgedehnt hat.
Beispielsweise ist der Quasar J1509-1749 27,8 Milliarden Lichtjahre (sog. proper distance) entfernt. Gemäß des links unten wurde das Licht 900 Millionen Jahre nach dem Urknall zu uns emittiert, also vor 12,8 Milliarden Jahren.

43 Mrd LJ entfernt? und dann braucht das licht keine 43 Mrd Jahre zu uns?
wie das denn möglich?
Wenn etwas 43 Mrd LJ weit entfernt ist dann muß es ja vor 43 Mrd Jahren schon existiert haben, denn solange brauchte das licht zu uns.
Das muß mir mal einer erklären, denn mir wurde in nem anderen thread schon vorgeworfen daß ich das mit raum zeit und der ausdehnung des universums nicht begreifen würde.

Wielange gibt es das Universum?
Wie kann es sein daß etwas das wir sehen weiter entfernt ist, als das licht gebraucht haben muß, wenn man von Lichtgeschwindigkeit als absolute höchstgeschwindigkeit redet?

Laut Wikipedia etwa 13,7 Mrd Jahre
Damit wäre das licht mit der dreifachen lichtgeschindigkeit unterwegs gewesen.

[Hades]

Wielange gibt es das Universum?
Wie kann es sein daß etwas das wir sehen weiter entfernt ist, als das licht gebraucht haben muß, wenn man von Lichtgeschwindigkeit als absolute höchstgeschwindigkeit redet?

Laut Wikipedia etwa 13,7 Mrd Jahre
Damit wäre das licht mit der dreifachen lichtgeschindigkeit unterwegs gewesen.

Hast du als offenkundig Wissenschafts-interessierter Mensch noch nicht davon gehört das sich das Universum ausdehnt?

Wo du schon bei Wikipedia bist:

Universum ? Wikipedia

Ausdehnung > ca. 78 Mrd. Lj

Zu Zusammenhängen wie das sein kann, guckst du hier:

Expansion des Universums ? Wikipedia

[fraken]

Hast du als offenkundig Wissenschafts-interessierter Mensch noch nicht davon gehört das sich das Universum ausdehnt?

Wo du schon bei Wikipedia bist:

Universum ? Wikipedia



Zu Zusammenhängen wie das sein kann, guckst du hier:

Expansion des Universums ? Wikipedia

Ich persönlich finde die Frage berechtigt. Wie kann eine Galaxie 78 Mrd Lj entfernt sein, wenn das Universum 13,7 Mrd Jahre alt ist und laut Relativitätstheorie die höchsmögliche Geschwindigkeit c ist? Die verlinkten Artikel haben das nicht beantworten können ...

[Thomas W. Riker]

So weit ich mich erinnere, gibt es Angaben, dass das Universum 92 Milliarden Lichtjahre groß ist.
Die Lichtgeschwindigkeit als Maximum gilt für Materie, aber nicht für den leeren Raum. Dieser hat sich nach dem Urknall mit Überlichtgeschwindigkeit ausgedehnt.

[Rarehero]

Ich persönlich finde die Frage berechtigt. Wie kann eine Galaxie 78 Mrd Lj entfernt sein, wenn das Universum 13,7 Mrd Jahre alt ist und laut Relativitätstheorie die höchsmögliche Geschwindigkeit c ist? Die verlinkten Artikel haben das nicht beantworten können ...

Der Raum hat sich in der Zwischenzeit und seit dem Urknall ausgedehnt. Ein beliebtes Erklärungs-Beispiel: Du fährst mit dem Auto von München nach Berlin. Eine Strecke von rund 800 Kilometern, wenn ich mich nicht irre. Während du gen Norden fährst, dehnt sich die Distanz zwischen München und Berlin aus. Du kommst natürlich trotzdem in Berlin an, sofern du dich schneller bewegst, als die Distanz zwischen Berlin und München anwächst, aber am Ziel angekommen zeigt dir dein Navi an, dass du nicht 800, sondern 2400 Kilometer zurück gelegt hast.

Etwas Ähnliches passiert auch im Raum: Punkt A emittiert Licht in Richtung Punkt B. Während das Licht unterwegs zu Punkt B, wächst die Distanz zwischen Punkt A und Punkt B an. Sofern die Distanz zwischen den beiden Punkten nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit anwächst, kommt das Licht auch bei Punkt B an, hat aber eine Distanz zurück gelegt, die größer ist als zu dem Zeitpunkt, als es sich auf den Weg gemacht hat.

Und ja, natürlich gibt es auch den Fall, dass sich der Raum zwischen zwei Punkten mit einer Geschwindigkeit ausdehnt, die größer als die Lichtgeschwindigkeit ist. In dem Falle erreicht das Licht von Punkt A niemals Punkt B. Die Grenzen des für uns sichtbaren Universums sind durch dieses Effekt bestimmt. Es gibt eine Entfernung, aber die stetige Ausdehnung des Raumes so schnell von Statten geht, dass uns das Licht, das jenseits dieser Entfernung abgestrahlt wurde, niemals erreichen wird.

Die wahrgenommene Ausdehnung hängt dabei von der Distanz zwischen zwei gegebenen Punkten ab. Je größer die Distanz zwischen zwei Punkten, umso schneller wächst der Abstand zwischen den beiden Punkten an. Nimm ein Gummi und male vier Punkte auf das Gummi. Zwei Punkte nahe der Mitte, zwei Punkte nahe den Ende des Gummis. Wenn du das Gummi nun dehnst, wirst du beobachten, dass sich die beiden Punkten an den Enden des Gummis schneller voneinander entfernen als die beiden Punkten nahe der Mitte des Gummis.

[Agent Scullie]

Und ja, natürlich gibt es auch den Fall, dass sich der Raum zwischen zwei Punkten mit einer Geschwindigkeit ausdehnt, die größer als die Lichtgeschwindigkeit ist. In dem Falle erreicht das Licht von Punkt A niemals Punkt B. Die Grenzen des für uns sichtbaren Universums sind durch dieses Effekt bestimmt.

das ist so nicht richtig. Tatsächlich kann uns auch Licht von Galaxien erreichen, die sich durch die Expansion schneller als mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen. Dies lässt sich folgendermaßen einsehen: stell dir vor, eine Galaxie sendet einen Lichtpuls aus. Dieser entfernt sich zunächst mit Lichtgeschwindigkeit von der Galaxie. Je weiter er aber von der Galaxie fort gelangt, desto größer wird der Einfluss der Expansion des Raumes, der zwischen der Galaxie und dem Lichtpuls liegt. Die Distanz zwischen Lichtpuls und Galaxie wächst daher schneller als mit Lichtgeschwindigkeit.

Nimm als Analogie wieder eine Autofahrt von München nach Berlin. Nimm an, da fährst mit 100 km/h (gemessen von einem am Straßenrand stehenden Beobachter, an dem du gerade vorbeifährst). Wenn du schon ein gutes Stück von München weg bist, wächst die Distanz zwischen dir und München aber schneller als mit 100 km/h, da zu deiner Eigenbewegung mit 100 km/h noch die Expansion der Erdoberfläche hinzukommt.

Zurück zum Licht, das von der Galaxie ausgesandt wurde. Die Geschwindigkeit, mit der die Distanz Lichtpuls-Galaxie wächst, wird also immer größer. Aus Sicht der Galaxie wird der Lichtpuls gewissermaßen immer schneller. Er kann daher auch eine zweite Galaxie erreichen, die sich von der ersten mit Lichtgeschwindigkeit entfernt.

Das für uns sichtbare Universum wird in der Tat durch die Lichtausbreitung begrenzt, aber nicht in der einfachen Weise wie du es beschrieben hast. Es gibt im wesentlichen zwei Horizonte, den Teilchenhorizont und den Ereignishorizont. Der Teilchenhorizont ist dadurch gegeben, dass das Universum erst seit endlicher Zeit existiert. Lichtsignale, die von Galaxien jenseits des Teilchenhorizonts stammen, konnten uns seit der Enstehung des Universums noch nicht erreichen, werden uns aber irgendwann in der Zukunft erreichen können. In den meisten kosmologischen Szenarien entspricht der Teilchenhorizont auch nicht der Entfernung, an der die Fluchtgeschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit wird, sondern liegt wesentlich weiter weg. D.h. Galaxien, die sich heute mit Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen, liegen diesseits des Teilchenhorizonts, d.h. wir empfangen bereits Licht von ihnen.

Den zweiten Horizont, den Ereignishorizont, gibt es nur, wenn die Expansion des Universums beschleunigt ist. Dann nämlich nimmt, während das Licht von einer Galaxie zu einer zweiten unterwegs ist, auch die Geschwindigkeit zu, mit der sich beiden Galaxien voneinander entfernen. Dadurch braucht das Licht länger zum Erreichen der zweiten Galaxie als wenn die Expansion nicht beschleunigt wäre. Ist die Zunahme der Fluchtgeschwindigkeit stark genug, so erreicht das Licht die zweite Galaxie überhaupt nicht mehr - die erste Galaxie liegt dann jenseits des Ereignishorizonts der zweiten.

Aber auch der Ereignishorizont liegt i.a. nicht bei der Entfernung, an der Fluchtgeschwindigkeit = Lichtgeschwindigkeit ist. Nur in dem Extremfall, dass die Expansion exponentiell beschleunigt ist, befindet er sich gerade an dieser Entfernung.

[Rarehero]

Ja, es ist mehr schwer gefallen, diesen Umstand in Worte zu fassen. Vielleicht geht es so: Der Punkt, an dem Expansionsgeschwindigkeit des Raumes größer als die Lichtgeschwindigkeit liegt irgendwo zwischen zwei sehr weit voneinander entfernten Punkten. Licht, dass diesen Punkt bereits überschritten hat, wird uns noch erreichen. In dem Falle sehen wir das Licht eines Objektes, das sich bereits außerhalb des beobachtbaren Universums befindet. Licht, das diesen Punkt zu dem Zeitpunkt, da die Expansionsgeschwindigkeit von unserer Position aus gesehen größer als die Lichtgeschwindigkeit wird, noch nicht überschritten hat, wird uns nicht mehr erreichen.

Passt das so? Natürlich hätte ich diesen Umstand erläutern müssen, denn so wie es da steht, ist die Erklärung zwar nicht falsch, aber zu einfach gehalten.