Hat der Raum das Licht überholt?

Question

Wenn der Urknall Anfang von Raum und Zeit ist, und wenn dieser Anfang in einem Punkt seinen Ursprung hatte, wie kann dann Licht in unsere Teleskope gelangen, welches Jahrmilliarden im Raum unterwegs war, bevor es uns erreichte, wenn der Raum selbst, durch seine Expansion nach dem Urknall das Licht nicht überholt hat?

Ich hoffe, dass ich mich in diesem verschachtelten Satz klar genug ausdrücken konnte... ;)

In der ersten Antwort ist die Rede davon, dass der Raum sich zusammen mit dem Licht ausdehnt.
Dies würde aber an meinem 'Problem' nichts ändern:

Lasst uns vielleicht einfach von einem speziellen Licht sprechen, nämlich dem Licht der Feuerwand von 400.000 Jahren nach dem Urknall.

Wir kommen doch eigentlich zusammen mit diesem Licht zu unserer Position, die von diesem Licht aber erst 13,7 Milliarden Jahre später erreicht wird...

Answer 1

Hallo!
Grundsätzlich habe ich das gleiche Problem wie Du!
Denn ich kann nicht verstehen, wieso sich Licht und Raum gleichschnell ausdehnen können.
Denn das würde bedeuten, Materie könnte -- und müsste -- sich mit Lichtgeschwindigkeit ausdehen.
Das jedoch verbietet Einsteins Relativitätstheorie!

Also ist die Frage, wie das Licht von Sternen, die vor 10 Milliarden Jahren untergingen, heute noch beobachtbar ist. Denn dieses Licht müsste uns eigentlich lange vor unserer Existenz passiert haben und dürfte somit längst nicht mehr durch unsere Teleskope beobachtbar sein!
Immerhin beobachten wir als Materie heute Licht, welches erst nach Milliarden von Jahren bei uns eintrifft.
Subjektiv würde das bedeuten, wir als Materie wären dem Licht vorausgeeilt und warten heute mit unseren Telskopen, bis das Licht mal bei uns ankommt.
Einstein würde sich im Grabe rumdrehen!

Mit dem Urknall entstand der Raum -- und expandierte. Aber es entstand noch lange nicht das Licht!
Das kam erst später -- zu einer Zeit, als die Zeit für die Expansion des Raumes schon eine feste Größe und selbst vom Licht nicht mehr einholbar war!

Deine Frage ist das klassische Weg-Zeit-Diagramm!
Erst der Weg, also die Expansion des Raumes, schuf die Zeit diesen entstandenen Weg auch überbrücken zu können.
Und das Licht war das Mittel zum Zweck dessen!

Answer 2

einfach ausgedrückt hast Du Deine Frage schon selbst beantwortet. Wenn der Raum sich so schnell ausgedehnt haette wuerden wir kein Licht mehr sehen.

Das Licht was wir sehen stammt von Galaxien die irgendwo zwischen uns und der Hintergrundstrahlung liegen.
wuerde sich der Raum zu schnell ausdehnen wuerden wir die Hintergrundstrahlung nicht mehr sehen.

Wenn Deine Frage darauf abzielt warum wir die Hintergrundstrahlung uberhaupt sehen, und warum nicht mehr, dann verweise ich gerne auf Hawking und Penrose.
Der Zusammenhang ist ueberaus komplex, und laesst sich nachlesen (siehe unten)

aber ich versuch's mal:
Hawing und Penrose gingen von der globalen Struktur der Raumzeit aus, in der Masse und Energie dieser Massen das Licht aufeinander zu gebogen haben. Wenn man nun in diesen 'Rueckwaertslichtkegel' blickt, von der position und der Zeit aus, in der wir uns befinden sehen wir Galaxien zu immer frueheren Zeiten, und in Regionen immer groesserer Materiedichte. Wir sehen auch einen Teil des Lichts des zum Beginn immer heisseren und dichteren Universums, nur eben nicht als licht sondern als Microwellenstrahlung, weil die Materiedichte ausreichend war Licht solange herumzubiegen und an Materie zu streuen bis eine halbwegs kohärente Microwellenstrahlung entstand. (Das wurde soweit mir bekannt ist rechnerisch bewiesen und hat Lifschitz und Chalatnikow wiederlegt, die meinten das Universum käme ohne eine Singularität am Anfang aus)

so hat dann also damals nicht der Raum das Licht überholt, sondern vielmehr so verzerrt, das es sich gleichmaessig in Wärmestrahlung gewandelt hat. Das Licht was wir nun in Galaxien erblicken ist das Ergerbnis erneuter Zusammenballung von Materie zu Sternen. und deren Rotverschiebung lässt nicht vermuten das sich der Raum überlichtschnell ausbreitet.

also NEIN der Raum hat das Licht nicht überholt
der Raum hat das Licht vielmehr totlaufen lassen, könnte aber theoretisch irgendwann so stark expandieren, wenn die Bewegung so weitergeht das ich meine Antwort auf JA korrigieren müßte ..
Das tatsächliche Alter des Universums ist im übrigen höchst umstritten, je besser unsere Teleskope werden, desto besser kann man sehen was sich so am Anfang aus der Materie gebildet hat. Schätzungen gehen heute schon über 15 milliarden jahre hinaus.
Den Kreationisten sei gesagt das vermutet wird das Aussen ein grosser Aufkleber dran ist 'Made by God'.

Answer 3

Hallo.
Das Licht breitet sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus, die definiert ist als Strecke pro Zeit. Da die eindimensional ausgedehnte Strecke eindeutig als Bestandteil des Raumes zu sehen ist (rechnerisch die dritte Wurzel), macht es nur dann Sinn, von der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes zu sprechen, wenn überhaupt Raum vorhanden ist. Ansonsten verliert der Geschwindigkeitsbegriff (zumindest von elektromagnetischen Wellen und Körpern) seinen Sinn.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Raumes mit der Lichtgeschwindigkeit zu vergleichen ist also ähnlich einem Vergleich von Äpfeln mit Birnen. Raum kann weder das Licht, noch Licht den Raum überholen.
Bei der genaueren Betrachtung, warum das Licht nicht auf die "Grenze des Raumes" trifft, muss man sich wohl genauer um verschiedene diesbezügliche Theorien kümmern, mit denen ich mich leider nicht im Geringsten auskenne und die sich hier wohl auch nicht in gebotener Kürze beschreiben lassen.
Ich empfehle daher Fachliteratur.
Gruß, Gluex

Answer 4

Schade das hier keiner der Antwortenden auch nur einen leisen Schimmer hat, aber dennoch meint, kluge Antworten geben zu müssen. Ich habe jedenfalls auch keine Ahnung
Die Frage ist aber sauspannend. Ich hoffe da findet sich noch einer der Bescheid weiss!

Nachtrag:
Hab ne Idee. Wie wärs denn damit:
Der Raum ist ja bekanntermassen gekrümmt und unser Universum quasi eine Blase. Wenn ich einen Lichtstrahl aussende, dann kommt der ja irgendwann wieder bei mir an. Das heisst, sämtliche jemals in Form von elektromagnetischen Wellen (Licht) ausgesendete Information ist einfach da nachdem es einmal den Raum durchquert hat und verblasst einfach nur mit Fortschreiten der Zeit aufgrund von "Reibung"
(1. Hauptsatz der Thermodynamik:
Die Energie eines abgeschlossenen Systems bleibt unverändert. Verschiedene Energieformen können sich demnach ineinander umwandeln, aber Energie kann weder aus dem Nichts erzeugt noch vernichtet werden.
In der Realität geht bei einer Umwandlung immer Energie in Form von Reibung und Wärmeübertragung an die Umgebung verloren).

Im Übrigen: Wenn der Raum das Licht überholt hätte und demnach "schneller" wäre, müste ja jetzt alles schwarz sein am Nachthimmel.

Mit unseren Teleskopen schauen wir ja dann auch nicht "weit" sondern "tief" je nach Auflösung.

Warum ist der Nachthimmel dann nicht gleissend hell wenn das Licht da oben unendliche Runden dreht?
Das wird vermutlich daran liegen, das es ja endliche Lichtquellen gibt und sich das Licht ja nicht selbst multiplizieren kann. Das "verblassen" des Lichtes ist dann die Quelle der Hintergrundstrahlung (ca 3°K) (andere Theorien behaupten, dies sei der Rest des Urkanalls).

So da hab ich mir ja jetzt ein Ei gelegt nach meiner barschen Einleitung...
;-)
Mal schauen wieviel Daumen runter das wohl gibt....

Answer 5

Eine Suggestivfrage? Darf ich mit Gegenfragen antworten?

Wie kann das Licht aus dem Raum schon hier sein, der zu weit weg ist, um in der "kurzen" Zeit seit dem Urknall hier angekommen zu sein?

Oder wie wär's mit: Breitete sich das Licht schneller als der Raum aus, wär's schon an uns vorbeigerauscht?

Oder: Ist die Zeit eine Konstante, wie deine Frage es voraussetzt? Ich stelle nur fest, daß sich die Abstände zwischen meinen Geburtstagen zunehmend verkürzen (sog. Alters-Dilatation).

Und: Wer sagt denn, daß der Raum sich kontinuierlich ausbreitete? Vielleicht hat er ja Abkürzungen gefunden, indem er ein paar Einstein-Rosen-Brücken ins Gebiet hinter den Raum geschlagen hat.

Ich glaube zur ernsthaften Beantwortung der Frage fehlen mir einige Jahre Studium der extraterrestrischen Physik.

Answer 6

Nach dem das Heliozentrische Weltbild vor ein paar Jahrhunderten endlich das geozentrische Weltbild verdrängt hatte stand die katholische Kirche schon etwas entrückt da....

Erst war die Erde eine Scheibe - nur auf einer Scheibe gibt es ein Zentrum - das natürlich Jerusalem heissen muss.

Dann wurde die Erde zur Kugel aber immer im Zentrum des gesamten Weltalls.

Und dann wurde diese Kugel einfach an die dritte Stelle gestellt in einem riesigen Weltallt. Da war es dann schon eine "Erlösung" das ein katholischer Astronom dann die IDEE vom Urknall heraus brachte. Da haben wir dann endlich wieder eine christliche Erklärung für all das "Durcheinander" im Weltall.

Wie in der Bibel beschrieben war am Anfang nun gar nix nur ein nicht messbarer Punkt es gab weder Raum noch Zeit - aber dann kam dieser unbeschreibliche Funke und das Weltall entstand....

Es ist erstaunlich mit was für Erklärungen dann gearbeitet wird, Wenn immer fernere Galaxien entdeckt werden. Wie kommt es dass wir Galaxien entdecken die schon existieren, obwohl diese doch 14 Milliarden Lichtjahre entfernt sind, da sollte doch erst der Urknall gewesen sein?

Die Lichtgeschwindigkeit soll die ultimative Geschwindigkeit sein - aber für diesen Fall wird argumentiert während dem Urknall lief alles mit noch grösserer Geschwindigkeit ab...

Und als immer wieder kehrende Begründung wird die Rotverschiebung vom Licht herangezogen.

Aber ich bin sicher die Argumente für eine Erde im Zentrum des gesamten Universums waren garantiert auch fundiert und tiefgründig...

Ungläubige Grüsse
Bea

Answer 7

Das Kunstwerk der Natur ist das sich das Licht zu allen Seiten gleichmäßig ausdehnt und reflektiert wird.

da die Ausdehnung des Raumes im direkten zusammen Hang mit der Ausdehnung des lichtes steht ist kein licht ohne Raum und kein Raum ohne licht möglich, die zeit verhält sich linear dazu.

Also :

gebt mal die begrenzung unserer standart Physik auf und kümmert euch um die quantenmechanik

das was wir sehen können ist nicht der rand des universums da sich das licht , raum und zeit wie zuvor erwähnt verhalten.

das was wir sehen können sind planeten und galaxien die sich im bestehenden raum befinden und somit mit der expansion des raumes nichts zutuen haben da der raum bereits existiert und ob das universum sich wirklich ausdehn wird auch schon wieder bezweifelt das sich einige galaxien schon wieder auf uns zu bewegen.

das licht hat die eigenschaft die wellenlänge die es hat nicht so schnell zu ändern wie z.b. ein magnetfeld

darum kann es strecken von mehreren milliarden km zurücklegen.

Mfg

Answer 8

Koennte es sein, dass Du bzgl. der Ausdehnung des Raumes irrst? Dehnt sich der nicht grundsaetzlich zusammen mit dem Licht aus?

Answer 9

Das ist ein Problem, dass ich mir nicht stellt. Doch ich glaube, dass du vergessen hast die Zeit mit einzubeziehen. Erst sie lässt alles in einem anderen Licht erscheinen.