DU014 - Fragen an das Universum (Spezialfolge Kosmologie)

DU014 - Fragen an das Universum (Spezialfolge Kosmologie)

Nur Fragen. Und Antworten. Alles über Urknall & Co.

Als kleines Weihnachtsgeschenk haben wir für euch eine extra Spezialfolge aufgenommen. Denn weil ihr so viele Fragen habt, kommen wir mit den Antworten in den regulären Folgen nicht mal annähernd hinterher. Deswegen gibt es in dieser Folge nur eure Fragen und unsere Antworten darauf. Und was wäre passender als in dieser ersten Fragen-Folge, Fragen zum Universum zu beantworten? Ja, gut alles ist Teil des Universums, aber es geht diesmal um das Universum als Ganzes, um den Anfang und das Ende, die Größe und die Expansion und überhaupt, wo soll das alles hinführen? Zu all diesen Themen hattet ihr mehr als genug Fragen und wir haben uns redlich bemüht darauf Antworten zu liefern.

Einleitung: Wir wissen nicht alles!

Disclaimer: Wir sind keine Experten. Bei vielen eurer Fragen denken wir uns: Ja, da müsste man jetzt eine Kosmologin fragen. Die Entstehung und Entwicklung des Universums als ganzem ist ja eigentlich nicht bei der Astronomie, sondern in der Kosmologie zu Hause und wäre damit vielleicht besser bei theoretischen Physikern und Mathematikerinnen aufgehoben. Wir beantworten eure Fragen aber trotzdem; müssen dabei aber auch ab und zu mal darauf hinweise, wo wir selbst auch nicht besser Bescheid wissen als ihr.

Frage 1: Was ist ein Universum und welchen Namen hat es?

Luke wollte wissen: _”Guten Tag, ich habe Euren Podcast angefangen und finde das Thema sehr spannend. Leider verstehe ich von vielem nur die Hälfte bzw. habe nur gefährliches Halbwissen. Es wäre cool wenn Ihr für mich zum Beispiel kurz genau erklären könntet was ein Universum etc…. ist. “. Und _Leon_ fragt nach: “Hat unser Universum einen Namen?”

Kurze Antworten: Ja, unser Universum heißt “Universum”. Und was ein Universum eigentlich ist, ist kniffliger zu erklären als man denken würde.

Zusatzinfos: Sternengeschichten-Folge zur “Großen Debatte” über die Natur des Universums.

Frage 2: Was ist der Urknall und was war davor?

Benjamin fragt uns: _”Hallo Florian und Ruth,Ich habe gerade eure 1. Folge gehört und ich würde gerne von euch wissen was ihr denkt was vor dem urknall war und was der urknall eigentlich war und wie er passiert ist. P.s. Ich bin 12 Jahre alt.” Und _Christian_ fragt weiter: ”Was war vor dem Universum? Klar las ich schon etwas darüber, aber mich würde eure Meinung und Antwort interessieren. Ich glaube übrigens selbst nicht an einen Schöpfer und doch kann ich mir nicht vorstellen, dass es davor Nichts gab??? Warum sollte denn aus Nichts etwas entstehen? Beste Grüße, Christian (35)” Und Marko will ganz konkret wissen: ”Würde der Urknall in Frage gestellt werden wenn man Objekte entdecken würde die älter als 13,8 Milliarden Jahren”

Markos Frage kann man recht leicht beantworten: Jawoll! Die Fragen von Leon und Christian sind ein wenig schwerer zu beantworten. Aber wir tun unser bestes! Müssen am Ende aber feststellen: Wir und der gesamte Rest der Menschheit sind vermutlich nicht dafür gemacht, solche Dinge zu verstehen.

Zusatzinfos: Blogartikel “Was war vor dem Urknall?”. Es gibt auch noch ein paar Sternengeschichten-Podcasts über die Inflation. Nämlich diese hier und diese hier. Belege dafür dass der Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren stattgefunden hat, sind hier und hier aufgeschrieben.

Frage 3: Wie groß ist das Universum (und welche Form hat es)?

”Ist das Universum unendlich groß? Oder ist nur der Raum, den es theoretisch definiert unendlich groß?Anschlussfrage: wie sieht es am „Rand des Universums“ aus? Sind überall gleichmäßig Galaxien verteilt?” will Christian wissen. Und Erwin möchte ebenfalls gerne die Frage beantwortet haben: ”Wie groß ist das Unsiversum wirklich?” Das alles hängt eng mit der Frage von Ferdinand zusammen: ”[Ist das Universum] wirklich flach? Und wie flach - das ist ja keine wissenschaftliche Bezeichnung, oder? Und warum keine Kugel ode einfach wie ein großer Klecks ohne geometrische Struktur?”

Um diese Fragen vollumfänglich und anschaulich zu beantworten, müsste man in vier Dimensionen denken können. Das können wir nicht, aber wir können rechnen und das Ergebnis dieser Rechnungen probieren wir halbwegs anschaulich zu erklären. Am Ende muss man aber feststellen: Ob das Universum endlich oder unendlich groß ist, wissen wir noch nicht. Weil wir auch noch nicht wissen, welche Form es hat… Aber was wir wissen: Das für uns beobachtbare Universum hat einen Durchmesser von knapp 93 Milliarden Lichtjahren. Womit wir auch die Frage von Daniel beantwortet hättet: ”Wie kann es sein, dass das beobachtbare Universum (laut Wikipedia) einen Radius von ca. 45 Mrd Lichtjahren hat, obwohl es nur 13,8 Mrd Jahre alt ist?”

Zusatzinfos: Das mit der Form und der Größe des Universums hat Florian in diesem Artikel ausführlich erklärt. Und zur Frage ob es endlich oder unendlich ist könnt ihr hier noch was nachlesen

Frage 4: Wohin dehnt sich das Universum aus?

Imke wollte von uns wissen: ”Ich verstehe einfach nicht, wohin sich unser Universum ausbreitet. In meiner Vorstellung kann sich ein Raum nur in einen Raum ausbreiten, aber da wäre dann ja ein Raum und nicht ein Nichts. Also stoße ich an meine Grenzen, was ist um unser Universum herum & wenn es „nichts“ ist, wie kann es sich hierhin ausbreite.” Können wir uns auch nicht vorstellen. Aber wir versuchen uns trotzdem an einer Antwort.

Frage 5: Wie läuft das mit der Expansion des Universums und was ist mit dem Äther?

Ben wollte wissen: ”Ist der Raum in diesem icht doch etwas eigenständig existierendes wie "der Äther", dessen Ideen jedoch widerlegt ist. Was ist denn mit dem Raum in einem Atomkern. Ist dort auch immer mehr Raum und nur durch die starke Kraft wird es gehalten?” Jawoll - der Raum ist tatsächlich “etwas”, allerdings nicht der Äther. Und es gibt Kräfte, die der Expansion des Universums etwas entgegen halten können. Weswegen sich Atome oder Planetensysteme nicht ausdehnen. Dazu passt auch die Frage von Tuvshin: “Wird sich dann am Ende alles durch die Ausdehnung von einander trennen, falls die Gravitation zu schwach ist” und die Antwort lautet: Könnte sein!

Frage 6: Was passiert mit dem Licht bei der Expansion des Universums?

Andreas hat sich etwas überlegt: ”Wenn sich der Raum (Das Universum) ausdehnt, dehnt sich dann das Licht nicht auch in gleichem Maße aus und müsste deshalb der Einfluss dessen gleich Null sein?” Der erste Teil der Frage ist korrekt, der Einfluss ist aber nicht gleich Null. Sondern gerade eben nicht null, messbar und enorm wichtig für unser Verständnis der Kosmologie! Und in ferner Zukunft können wir daher auch so gut wie nix mehr sehen im Universum

Frage 7: Wie schnell hat sich das Universum ausgedehnt?

”Kann man die Geschwindigkeit dieser Ausdehnung im Verhältnis zur Lichtgeschwindigkeit angeben?” wollte Alex wissen. Ja, kann man. Beziehungsweise Ruth konnte es: 10 hoch 30 mal schneller als das Licht war der Raum!

Frage 8: Wird die Hubble-Konstante immer größer?

Stefan wollte wissen, wie sich die “Hubble-Konstante” im Laufe der Zeit verändert hat. Bzw. ob sie das überhaupt tut. Das hat auch mit der Expansion des Universums zu tun und deswegen erklärt Ruth erst einmal was die Hubble-Konstante ist und dann, dass sie alles andere als konstant ist.

Frage 9: Entfernungen im Universum

Wiebke, Christoph und Fabian waren verwirrt was Entfernungsangaben angeht. Was heißt es, wenn das Licht ein Objekts X Milliarden Lichtjahre bis zu uns gebraucht hat? Ist das Ding dann auch X Milliarden Lichtjahre entfernt? Nein! Weil das Universum dynamisch ist und auf großen Skalen kann man keine eindeutige Entfernungsskala mehr angeben. Je nachdem was man beobachtet kann man unterschiedliche Entfernungen definieren.

Zusatzinfos: Welche Entfernungen man wie definieren kann, hat Florian in diesem Artikel erklärt.

Frage 10: Gibt es ein Koordinatensystem im Universum?

Ralf wollte wissen: ”Gibt es im Universum ein Koordinatensystem? Wie wird die Position von Sternen, Galaxien etc. bestimmt? Wie wird die Position von z.b. Raumschiffen oder auch "New Horizons" bestimmt?” Es gibt jede Menge Koordinatensysteme und Ruth erklärt ein besonders schönes Stück Wissenschaft zur Steuerung von New Horizons.

Zusatzinfos: Eine gute Zusammenfassung der Geschichte von der Kurskorrektur der New Horizons Sonde mittels neuen Beobachtungen von Quasaren gibt es hier zu lesen

Frage 11: Was ist außerhalb des Universum und gibt es Paralleluniversen?

”Was ist außerhalb des Universums?” fragt Dirk und Leon will wissen ” Gibt es mehrere Universen und was halten Sie von der Theorie der Paralleluniversen?” Tja, ein “außerhalb” gibt es nicht und gäbe es eines, dann wäre unser Universum tatsächlich nicht alleine und alles wird sehr, sehr verwirrend. Da das Thema zu umfassend für eine kurze Antwort ist, können wir den Forschungszustand nur kurz andeuten. Sind uns aber einig, dass Multiversumshypothesen eher kritisch sind…

Zusatzinfos: Einen Überblick über die Sache mit den Multiversen hat Florian hier aufgeschrieben.

Frage 12: Rotiert das Universum*

”Ist es denkbar, dass sich Galaxien ebenfalls um ein unbekanntes Universal–Zentrum rotieren? Sehr langsam, während alles expandiert? Oder hätte man das schon bemerken müssen?” fragt uns Timo und auch Bob will wissen; ” Wäre es möglich das auch das gesamte Universum selbst um eine Achse rotiert?” Möglich wäre das, vielleicht gibt es sogar Beobachtungen dazu die das andeuten. Aber wissen tun wir es nicht. WENN das Universum aber rotiert, könnte man darin Zeitreisen.

Zusatzinfos: Die Arbeit über Spiralgalaxien üver die Florian spricht ist hier beschrieben, mit Bildern. Und die Sache mit den Zeitreisen könnt ihr in dieser Podcastfolge anhören.

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