THEMA: Zu Hause im "unermesslichen Himmel" - Artikel im Spektrum

Hier ein lesenswerter Artikel über Laniakea , mit tollen Bildern.

Und wieder einmal haben wir unseren Horizont erweitert, ich zitiere die für mich interessantesten Stellen:

Der Lokale Superhaufen ist nur der Zipfel eines viel größeren Gebildes mit einem Gesamtdurchmesser von 400 Millionen Lichtjahren und 100 000 großen Galaxien.[...] Laniakea – hawaiianisch für "unermesslicher Himmel"

Warum expandiert der Kosmos mit der Zeit immer schneller, statt sich unter der Gravitationsanziehung der in ihm enthaltenen Massen zunehmend langsamer auszudehnen?

Kann mir mal einer der Herren Physiker hier erklären warum das so ein großes Rätsel sein soll, dass sich der Kosmos immer schneller ausdehnt? Für ich ist das absolut einleuchtend und ich verstehe nicht warum das ein Rätsel sein soll. Ich denke mir immer: Jeder Punkt im Raum "dehnt sich aus" - im Sinne von erzeugt neue Punkte im Raum; "schiebt" also seine Nachbarn weg und ersetzt diese durch seine Kinder, schiebt seine Kinder weg und ersetzt sie durch seine Enkel, und seine Kinder tun das selbe usw usw usw. Es ist schlicht immer mehr da, das sich ausbreitet. Für mich ist die Frage eher: Warum überhaupt breiten sich Raum und Zeit aus, was treibt sie an?

Ohne die kosmische Expansion würden sich diese Galaxien zu einem kompakten, durch Schwerkraft gebundenen Gebilde vereinen. Insgesamt bildet der riesige Schwarm den Laniakea-Superhaufen.

Da frage ich mich: Zieht der expandierende Raum die Dinge mit sich? Oder expandiert der Raum völlig losgelöst von Massen und Energien in ihm? Wenn Schwerkraft Raumkrümmung ist, von Massen ausgelöst, beeinflussen sie dann nicht auch die Ausdehnung der Raumzeit? Sind womöglich Gravitation und Expansion nichts weiter als Plus und Minus und gehören untrennbar zusammen?

Betrachtet man nur die Galaxien innerhalb der Lokalen Schicht, so sieht alles ganz friedlich aus. Diese Galaxien streben im Tempo der kosmischen Expansion auseinander; ihre durch lokale Wechselwirkungen verursachten Pekuliargeschwindigkeiten sind klein

Was ist eigentlich mit dem Impuls? Müsste nicht jede Masse im Universum einen immer noch vorhandenen Impuls aus dem Urknall haben?

Leerräume expandieren wie aufgeblasene Luftballons; an ihren Rändern sammelt sich Materie, weil sie von verdünnten zu verdichteten Regionen wandert und kosmische "Mauern" bildet.

Wenn Gravitation eine Krümmung der Raumzeit verursacht, entlang derer Massen und sogar elektromagnetische Wellen 'fallen', und die Ausdehnung der Gegenpol zur Gravitation ist, ist das dann nicht ganz simpel? Dort wo wenig/keine Gravitation ist, und nur Ausdehnung statt findet, haben wir eine Krümmung mit anderen Vorzeichen, eine "Beule" meinetwegen. Also was ich damit sagen will: Da bislang alles was wir kennen symmetrisch ist mit Plus und Minus, Nord und Süd, Materie und Antimaterie, Up Spin und Down Spin, wäre es so verkehrt einmal anzunehmen, dass es auch ein Gegenstück zur Gravitation gibt? Platt gesagt: Gravitation verursacht "Dellen" in der Raumzeit, dort "fällt" alles hinein, ihr Gegenstück verursacht "Beulen" in der Raumzeit, und dort "rutscht" alles heraus.


Wenn ich mir die Bilder der Strukturen so anschaue, dann drängt sich der Gedanke förmlich auf, mir jedenfalls.

Madouc99 schrieb: Kann mir mal einer der Herren Physiker hier erklären warum das so ein großes Rätsel sein soll, dass sich der Kosmos immer schneller ausdehnt? ... Für mich ist die Frage eher: Warum überhaupt breiten sich Raum und Zeit aus, was treibt sie an?

Ich kann hier nur für mich antworten: Für mich ist die beschleunigte Ausdehnung ein so großes Rätsel, da keine Ursache hierfür bekannt ist. Diese Ursache wird als Dunkle Energie bezeichnet - und ist selbst den Spitzenforschern noch unbekannt.

Bislang hatte ich das Weltbild, dass sich das Universum vom Urknall her ausdehnt - mit aufgrund der Gravitationskraft langsam abnehmender Geschwindigkeit. Für sich ein beschleunigt ausdehnendes Universum reicht diese Erklärung allerdings nicht.

Wieso genügt die Idee vom sich immer wieder ausdehnenden Punkt nicht?

Mal ganz platt, in Worten.

Erste Runde: Das Universum ist ein Punkt
Zweite Runde: Der Punkt dehne sich nun nach X Richtungen aus, bildet X neue Punkte sagen wir einfach mal eine Quandtlänge weit weg.
Dritte Runde: Unser erster Punkt dehnt sich wieder X mal aus, "schiebt" die Punkte aus Runde zwei dabei von sich, doch die bilden nun auch wieder X Punkte aus
Vierte Runde: Nun ham wir unsere ersten, seine Kinder und seine Enkel und nun bildet er Urenkel, die Kinder machen schon Enkel und die Enkel erste Kinder usw usw usw.

So wäre die zunehmende Beschleunigung leicht zu erklären, die Fragen sind dann halt nur: Warum? Gefüttert womit? Angetrieben wovon? Wie genau funktioniert das Schieben? Entstehen dabei Raumzeitpotenziale oder nur Ausdehnung?

@Madouc99
Für mich war der Vergleich der Expansion mit einem aufgehenden Brotteig schon bevor der Begriff "Dunkle Energie" geprägt wurde mehr als nur eine Metapher. Die schon gefundene großräumige Wabenstruktur war für mich ein starkes Indiz das die Expansion nicht aus einem einzelnen Impuls beim Urknall herrührt sondern ein andauernder Prozess ist, das also ständig überall neuer Raum entsteht. Gravitation hält die Struktur in den "Wänden" zusammen.

Das Rätsel ist wohl weniger das es so ist sondern warum das so ist. Welche physikalischen Prozesse erschaffen neuen Raum und treiben alles auseinander? Darüber kann man bis jetzt nur spekulieren -- wissenschaftlich belastbare Theorien gibt es anscheinend noch nicht. Soviel zur Expansion an und für sich.

Ich erkläre mir die Beschleunigung als eine scheinbare Beschleunigung. Vielleicht trift es eher zu zu sagen die Expansion wird mit abnehmender Dichte immer weniger gebremst und nähert sich immer mehr einer konstanten Rate an. Jedenfalls wäre das einfacher zu erklären als einen Prozess zu erfinden der sich immer mehr beschleunigt und letztlich zum Big Rip führt.

Gruß
Merilix

Madouc99 schrieb:

Das Universum ist ein Punkt

und der Punkt ist ein Impuls

Angetrieben wovon?

vom Impulserhaltungssatz.

Madouc99 schrieb: Wieso genügt die Idee vom sich immer wieder ausdehnenden Punkt nicht?

Wir haben derzeit keine physikalische Theorie, die aufgrund dieser Annahme "die Welt sinnvoll beschreiben kann". Wir wissen nicht einmal, ob der Raum quantisiert oder kontinuierlich ist.

Madouc99 schrieb:
Leerräume expandieren wie aufgeblasene Luftballons; an ihren Rändern sammelt sich Materie, weil sie von verdünnten zu verdichteten Regionen wandert und kosmische "Mauern" bildet.Wenn Gravitation eine Krümmung der Raumzeit verursacht, entlang derer Massen und sogar elektromagnetische Wellen 'fallen', und die Ausdehnung der Gegenpol zur Gravitation ist, ist das dann nicht ganz simpel? Dort wo wenig/keine Gravitation ist, und nur Ausdehnung statt findet, haben wir eine Krümmung mit anderen Vorzeichen, eine "Beule" meinetwegen. Also was ich damit sagen will: Da bislang alles was wir kennen symmetrisch ist mit Plus und Minus, Nord und Süd, Materie und Antimaterie, Up Spin und Down Spin, wäre es so verkehrt einmal anzunehmen, dass es auch ein Gegenstück zur Gravitation gibt? Platt gesagt: Gravitation verursacht "Dellen" in der Raumzeit, dort "fällt" alles hinein, ihr Gegenstück verursacht "Beulen" in der Raumzeit, und dort "rutscht" alles heraus.


Wenn ich mir die Bilder der Strukturen so anschaue, dann drängt sich der Gedanke förmlich auf, mir jedenfalls.

Hier mal ein Artikel von 1998 aus der Zeit, der ganz gut die allgemeine Überraschung und Verdatterung über die Entdeckung der Expansionsbeschleunigung abbildet.
www.zeit.de/1998/12/all.txt.19980312.xml/komplettansicht

..Diese Ergebnisse könnten "die Kosmologie auf den Kopf stellen", trompetete prompt das amerikanische Fachblatt Science, das die Meldung von der Antischwerkraft als erstes veröffentlichte.

Der Satz, der gleich in den ersten Zeilen fällt, ist ein schöner Hinweis darauf, wie ein reichweitenstarkes Wissenschaftsmagazin mit einem Aufmacher die Kosmos-Expansion in den Fokus des Interesses rückte.

Das Brimborium kann ein bisschen verwundern, denn 1998 gab es schon die Inflationstheorie seit zwanzig Jahren und man hatte Jahre zuvor bereits mit COBE den CMD erkundet.
Man wusste bereits, es zeigt sich uns ein Himmel, der nach dem kosmologischen Prinzip funktioniert.
Man wusste um die Isotropie der Hintergrundstrahlung, hatte den Kosmos vom jetzt und heute bis zu Aussendung der Hintergrundstrahlung als flach, flach und nochmals flach vermessen.
Sollte man also nicht vor 1998 schon eine Idee davon gehabt haben, dass es sich bei Lambda nicht um den Rest des Schwungs des Urknalls handelt? Ob Urknall-Schwung, oder andersartige Ausdehnung der Raumzeit, die auf halber Strecke einfachmal Fahrt aufnimmt:
Lambda war seit jeher rätselhaft und ist es bis heute.

Danke für den Artikel.

Aber dann ist doch der Gedanke den ich eingangs formuliere gar nicht so abwegig oder? (mit dem Gegenstück zur Gravitation) Vielleicht ist ja "Masse" das Gegenstück von "Raum" und Gravitation bzw Inflation ihre Wirkungen.