Hubblekonstante im jüngeren Universum

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Maria.Magdalena

  • Gast
Hubblekonstante im jüngeren Universum
« am: 06. April 2010, 13:31:30 »
Hallo Leute,

Ich habe eine Frage zur Berechnung der Hubblekonstante zu einem Zeitpunkt als das Universum sagen wir mal 5 Mia. Lichtjahre alt und gross war:

Nehmen wir an, heute sei die Hubblekonstante bei 70.00.

Zum Rechnen vernachlässigen wir mal dunke Energie und gehen davon aus, die Konstante ist wirklich konstant.

Heute rechnet man aus der Hubblekonstante das Alter des Universums (Resultat ist in sec.):
1/Hubblekonstante (in m/sec).

Wäre nun das Alter des Universums bei 5 Mia. LJ so wäre die Hubblekonstante entsprechend anders:

Alter = 1/Hubblekonstante --> Hubblekonstante = 1/Alter  - kurz die Hubblekonstante wäre grösser, so im Verhältnis von 1/14 zu 1/5, dh etwa bei 4900.00.

Wie lässt sich dies auflösen/erklären?
Gibt es andere Berechnungsformen?

Cosmo

  • Gast
Re: Hubblekonstante im jüngeren Universum
« Antwort #1 am: 09. April 2010, 20:04:43 »
Hallo Maria,

du hast die Antwort bereits gegeben. Die Hubble-Konstante war nach 5 Mrd Jahren anders als heute, denn die Hubble-Konstante ist keine Konstante. Sie gibt die momentane Expansionsgeschwindigkeit des Universums an. Die Einheit ist meist km/s/Mpc, also Kilometer pro Sekunde je Megaparsec. Dies ist die Geschwindigkeit mit der sich ein Objekt in 1 Megaparsec Entfernung von der Erde entfernt (allein aufgrund der Expansion des Universums). Rechnet man das um, so folgt aus 70 km/s/Mpc etwa 2,3e-18 1/s. Dies entspricht dann etwa 13,7 Mrd Jahren. Allerdings ist dies nur theoretisch das Alter des Universums, es gibt da noch andere Effekte.
Übrigens, wenn man die Expansionsgeschwindigkeit in einer Entfernung von x Lichtjahren ausrechnet, wobei x das Alter des Universums ist (also 13,7 Mrd Jahre), dann erhält man eine Geschwindigkeit von knapp 300000 km/s ;)


Cosmo

Maria.Magdalena

  • Gast
Re: Hubblekonstante im jüngeren Universum
« Antwort #2 am: 09. April 2010, 22:36:03 »
Hallo Cosmo

Es ist ein Paradox:

Betrachten wir 2 Galaxien , "A" 8.7 Mia. LJ weg, die andere "B" sagen wir mal 9 Mia. LJ weg.
Nun kann man deren "Fluchtgeschwindigkeiten" ja mit der H-Konstante (70 in diesem Beispiel ) berechnen. 
Was wir bei "A" sehen, das ist der Zustand des Universum, das 5 Mia Jahre alt ist.
In diesem Zustand hat sich "B" von "A" mit H'=4900.00 km/s/Mpc entfernt. Und nicht mit 70 km/s/Mpc.

Wer eine logische Antwort auf dieses Paradox finden kann, würde mir sehr helfen, das Konzept des aktuellen kosmologischen Weltbildes verstehen zu können.

Danke für alle Ideen und Inputs

Cosmo

  • Gast
Re: Hubblekonstante im jüngeren Universum
« Antwort #3 am: 10. April 2010, 22:06:02 »
Hallo Maria,

da war ich wohl auf dem Holzweg :-[. Ich glaube so langsam verstehe ich worauf du hinaus willst. Ein interessanter Gedanke. Du meinst also die Hubble-Konstante dürfte gar nicht konstant sein über die Entfernung, sondern müsste mit der Entfernung zunehmen? Nebenbei, wie kommst du eigentlich auf 4900 km/s/Mpc? Ich komme auf 192 km/s/Mpc.


Kann man die Expansion eigentlich auch zurückrechnen? Was ich meine ist, eine Galaxie in 5 Mrd LJ Entfernung bewegt sich heute mit etwa 110000 km/s von uns weg. Vor sagen wir 2 Mrd Jahren war die Geschwindigkeit höher (nehme ich an, bin mir nicht sicher), auf jeden Fall war die Galaxie deutlich näher an uns. Bei konstanter Fluchtgeschwindigkeit etwa 0,73 Mrd LJ näher an der Erde, also nur noch 4,27 Mrd LJ entfernt. Die Hubble-Konstante war 11,7 Mrd Jahre nach Urknall etwa 82 km/s/Mpc. In 4,27 Mrd LJ Entfernung beträgt die Fluchtgeschwindigkeit damit zum damaligen Zeitpunkt 110000 km/s  :o. Wow, jetzt bin ich doch überrascht. Heisst also, die Galaxie hat sich von uns immer mit der gleichen Geschwindigkeit entfernt.
Wenn das so stimmt, heisst das dann nicht auch das wir immer das gleiche Universum sehen, sprich nie mehr Objekte als jetzt? Denn die am weitesten entfernten Objekte entfernen sich ja schon mit Lichtgeschwindigkeit, und sie werden nicht langsamer. Selbst in 100 Mrd Jahren sehen wir nur das wir jetzt bereits sehen, beziehungsweise wie sich die nähere Umgebung in dieser Zeit verändert hat. Bisher dachte ich immer das wir mit der Zeit immer tiefer in das Universum schauen könnten.
Das maximale Universum (genauer gesagt der Rand) was wir sehen ist also genau der Ort/Moment in dem die Expansionsgeschwindigkeit unter Lichtgeschwindigkeit fällt, ist das richtig? Und die Relativitätstheorie bestätigt ja dass bei einem Objekt welches sich mit c von uns entfernt sozusagen die Zeit still steht, zumindest für uns als Beobachter.

Wäre schön wenn das jemand klarstellen könnte.

Was mir noch einfällt, hat man eigentlich schonmal versucht zu ermitteln mit welcher Geschwindigkeit sich zwei Galaxien untereinander entfernen, welche beide 13,7 Mrd LJ von uns entfernt sind?


Cosmo

H.J.Kemm

  • Gast
Re: Hubblekonstante im jüngeren Universum
« Antwort #4 am: 11. April 2010, 01:33:36 »
Moin,

schaut bitte mal hier rein >>> Expansion des Universums-Beitrag 178 & 180

Jerry

Maria.Magdalena

  • Gast
Hubblekonstante im jüngeren Universum, going deeper
« Antwort #5 am: 25. April 2010, 02:01:47 »
Danke allen für Eure Beiträge...

Ich bin dieser ominösen Hubble-Konstante im expandierenden Universum nochmals ein wenig genauer - so hoff ich - nachgegangen. Im folgenden das Mathematica-Codebeispiel für ein Universum, das 14.2 Mia. Lichtjahre gross ist:

UniverseSize = 14.2;
HubbleConst := 1000/UniverseSize;
N[HubbleConst, 5] " km/h pro MegaParsec"

ergibt 70.4225 km/h pro MegaParsec

bei 5 Mia LJ: 200.00 km/h pro MegaParsec

@ Cosmo: gemäss dem hab ich mich schon ein wenig verschätzt  :o

Die hier definierte Hubblekonstante gilt für ein kosmologisches Weltmodell, welches bei einer fixen Grösse -  "UniverseSize" - seine enthaltenen Objekte von einem beliebigen Zentrum bis zur seiner maximalen Ausdehnung (welche sein Alter repräsentiert) auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.

Frage 1: Stimmt die Mathematica-Rechnerei? Habe ich zu stark vereinfacht? Aber ich denke schon, dass es stimmt... ich hab double-checked .. aber nicht triple-checked ...

Frage 2: Wie bringt man dann diese Modellbetrachtung mit der BigBang-Theorie unter einen Hut? Das bedeutet ja, dass sich die Ausdehnung des Universums verlangsamt... und nicht beschleunigt, wie die empirischen Messungen belegen ...

\@ Jerry.. Danke für den Verweis auf den anderen Thread.
Ich möchte gerne diesen Thread hier weiterziehen und ihn nur diesem Modellaspekt widmen - oki ?

Kann diese Betrachtung das BigBang-Modell zum Fall bringen? ??? 

Ich sage ja.
Die BigBang-Theorie ist für mich nicht mehr haltbar, wenn das Modell eine Hubblekonstante voraussagt, die sich über die Zeit verlangsamen müsste - die Messungen zeigen, dass dem nicht so ist.
Vielleicht gibt es eine echt verständliche Regel - eine Art Transformationsregel - vielleicht geht's mit Relativitätstheorie (zB Zeitdillatation) ?
Ich hab ein bisschen rumprobiert... keine Chance.

H.J.Kemm

  • Gast
Re: Hubblekonstante im jüngeren Universum
« Antwort #6 am: 25. April 2010, 06:59:40 »
Moin Maria,

\@ Jerry.. Danke für den Verweis auf den anderen Thread.
Ich möchte gerne diesen Thread hier weiterziehen und ihn nur diesem Modellaspekt widmen - oki ?


Nur zu, ich bremse doch nicht, oder?

Zur Sache selbst werde ich noch was sagen.

Jerry

Maria.Magdalena

  • Gast
Re: Hubblekonstante im jüngeren Universum
« Antwort #7 am: 25. April 2010, 11:05:01 »
...
Nur zu, ich bremse doch nicht, oder?
...

Ne Du bremst sicher nicht, ich war "in orbit"  :) - aber die Hubblekonstante bremst irgendwie  ::)