Wie genau ist unser Universum abgebildet?

12

Beobachten Sie dieses YouTube - Video zeigt , dass unser Planet ist nichts anderes als Staub im Wind.

An der 2: 50- Marke im Video sehen Sie einen Blick auf die gesamte Milchstraße. Unten sehen Sie diesen Text

Light travel time from earth: 100,000 years

Das heißt, wenn wir mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind, brauchen wir 100.000 Jahre, um weit von der Milchstraße entfernt zu sein.

Wenn sich nichts schneller als das Licht bewegen kann und 100.000 Jahre benötigt werden, um sich mit Lichtgeschwindigkeit von der Milchstraße zu entfernen

Wie haben sie unser gesamtes Universum mit einem Radius von 13,798 ± 0,037 Milliarden Lichtjahren abgebildet?

Giri
quelle

Antworten:

12

Die einfache Antwort ist, dass Licht aus den entfernten Teilen der Milchstraße bereits so lange unterwegs war. Da das Licht nicht sofort durch den Weltraum wandert, sehen wir die Galaxie nicht so, wie sie jetzt ist, sondern wie sie vor 100.000 (oder so) Jahren war.

Übrigens können wir so auch auf frühere Momente der Geschichte des Universums zurückblicken. Je weiter wir in die Ferne blicken, desto länger müsste das Licht sein, um uns heute zu erreichen.

Das Universum hatte einen Anfang (zumindest im Sinne einer frühesten Zeit). Da das Universum nicht unendlich alt ist, gibt es tatsächlich eine Grenze dafür, wie weit wir in die Geschichte des Universums zurückblicken können (siehe: Kosmologischer Horizont ). Wir können Karten des Universums erstellen, wie diese aus SDSS :

SDSS-Karte

durch Ausführen einer Umfrage. Dies sind große Projekte, die die Positionen (und möglicherweise andere Eigenschaften, abhängig von ihren wissenschaftlichen Zielen) von Galaxien im Universum abbilden. Wie Sie dieses Bild betrachten sollten, ist wie folgt: 1) Sie befinden sich in der Mitte des Bildes, 2) jeder Punkt im Bild stellt eine einzelne Galaxie dar, 3) Abstand zum Beobachter, die Rotverschiebung einer Galaxie, nimmt mit zu zunehmender Abstand vom Mittelpunkt und 4) wenn Sie sich im Winkel um den Kreis bewegen, bewegen Sie sich durch die rechte Aufstiegskoordinate des himmlischen Koordinatensystems (denken Sie an die Länge). Sie sehen ein Pizzastück anstelle einer Kugel, weil dies ein bestimmtes Stück in der Deklination ist(Lattitude). Wenn Sie auf höhere Rotverschiebungen schauen, schauen Sie weiter zurück in die Zeit und früher in die Geschichte des Universums. So können Astronomen / Kosmologen statistisch etwas über Modelle der Strukturbildung des Universums sagen (wie Objekte wie Galaxien und Galaxienhaufen entstanden sind).

Das Problem beim Betrachten von Galaxien mit sehr hohen Rotverschiebungen ist, dass sie sehr schwach werden. Ab einem bestimmten Punkt benötigen Sie leistungsstärkere Teleskope, um weiter in die Vergangenheit zu blicken. Wir können dies jedoch umgehen, indem wir die Strahlungskomponente des Universums bei Mikrowellenwellenlängen betrachten (die meisten Untersuchungen liegen im optischen Bereich des elektromagnetischen Spektrums ). Diese Strahlung wird als kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung ( CMB ) bezeichnet und kann auch abgebildet werden (siehe COBE- , WMAP- und zuletzt Planck- Satelliten).

Planck-Karte

Dies ist auch eine Art Karte. Diese Karte von Photonen mit niedriger Energie ist eine Momentaufnahme des Universums, ungefähr ~ 380.000 (Rotverschiebung von z = 1100; was bedeutet, dass das Universum um einen Faktor von 1101 kleiner war) Jahre nach dem Urknall, als das Universum sehr wenig von dem hatte, was wir hätten als Struktur erkennen. Die Aufgabe des Kosmologen besteht darin, das Bild, das wir vom CMB aus sehen, mit dem Bild zu verbinden, das wir aus unseren Erhebungen über Galaxien unter Verwendung der Physik erhalten.

Astromax
quelle
1
Sind die beiden schwarzen Scheiben im Diagramm auf die Milchstraße zurückzuführen, die uns die Sicht versperrt?
Arne
3
@Arne. Ja, im Allgemeinen werden diese Regionen nicht kartiert, da sie sich in der Ebene der Milchstraßengalaxie befinden. Die Regionen, die in Vermessungen (mindestens optische Vermessungen) erfasst wurden, blicken normalerweise über und unter die Platte.
Astromax
4

Das ist der Teil des Universums, der gerade für uns sichtbar ist. Mit anderen Worten, wir mappen es aus dem Licht, das wir gerade aus dieser Zone erhalten, so dass der Teil, der abgebildet wird, tatsächlich viele, viele Jahre alt ist.

Normalerweise macht dies keinen großen Unterschied, da wir darauf achten, Bereiche zu analysieren, in denen die Abweichung in der Betrachtungszeit im Vergleich zur Längenskala nicht groß ist.

Tatsächlich ist es aus Sicht der Relativitätstheorie für uns fast so gut wie die fernen Körper in dem Zustand, in dem sie vor Milliarden von Jahren waren. Von unserem Referenzrahmen aus haben sie vielleicht eine "Zukunft" (wirklich die "Gegenwart", aber wenn man es so nennt, wird es etwas ickelig), aber wir haben einfach keine Möglichkeit, es zu wissen.

Manishearth
quelle