Alter des Kosmos
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ORION Zeitschrift der Schweizerischen Astronomischen Gesellschaft
Nr.208, Juni 1985, Seite 83ff
Author: Fritz Mossig
. Unser Teil des Universums 
HUBBLE stellte in den 20er Jahren fest, daß sich die Gestirne in dem von der Erde überschaubaren Bereich mit großer Geschwindigkeit von uns fortbewegen; und von HLJMASON wissen wir, dass diese Fluchtgeschwindigkeit mit der Entfernung wachst. Diese Proportionalität läßt sich mit H = Fluchtgeschwindigkeit v / Radialentfernung r ausdrücken; rechnungsmässig kmsec/mpsec. Die von HUBBI.E erstmals genannten 540 kmsec und von EINSTEIN mit 432 kmsec wurden im Laufe der Zeit reduziert und heute hat sich die HUBBI.E-Konstante auf 50 kmsec/mpsec stabilisiert. Zum Rechnen wird H gleichwertig mit 15 kmsec/10^6 LJ verwendet.
Ein Gestirn in einer Entfernung von 1*10^6 LJ flüchtet also mit 15 kmsec, in 2*10^6 LJ Entfernung mit 30 kmsec, in 3*10^6 LJ Entfernung mit 45 kmsec und so fort. Ein Gestirn können wir verfolgen, bis es mit 300000 kmsec den überschaubaren Bereich verläßt. 300000/H ergibt eine Distanz von 20*10^9 LJ. Die durch H bestimmte Proportionalität von v und r läßt sich also in einem Diagramm darstellen mit z.B. 1 bis 20*10^9  LJ als Abszisse und Fluchtgeschwindigkeiten von 15*10^3 bis 300*10^3 als Ordinate. An der Diagonale können wir Gestirne eintragen, deren Fluchtgeschwindigkeit bekannt ist.
Damit haben wir eine Übersicht über den von der Erde derzeit überschaubaren Bereich gewonnen, der ja nur einen kleinen Teil des Universums darstellt. Dabei erinnern wir uns an einen Ausspruch in den Astronomischen Lehrbriefen von HERMANN MUCKE : Wenn wir vom Universum sprechen, stehen uns nur die Daten aus dem überschaubaren Bereich zur Verfügung. - Was vorher war, wissen wir nicht und was nachher geschieht, wissen wir auch nicht: Behauptungen betreffend Alter und Größe des Universums sind also Spekulation.
Von ihrem Einstieg mit 15 kmsec bis zu ihrem Ausstieg mit 300000 kmsec durchlaufen die Gestirne die Strecke von 20*10^9 LJ ; naheliegend die Frage: wie lange brauchen sie dazu? - Nehmen wir als Beispiel einen Stern in der Entfernung von 1*10^9 L J; das sind 10^9*9,46*10^12 km bzw. 9,46*10^21 = 946*10^19 km. - In einer Milliarde Jahren legt der Stern bei der Fluchtgeschwindigkeit von 15*10^3 kmsec (eine Distanz von) 10^9*31,5*10^6*15*10^3 km = 473*10^18 km zurück. - Das ergibt, dass der Stern zum Zurücklegen der ersten Milliarde LJ zwanzig Milliarden Jahre Zeit gebraucht hat. Für die 2. Milliarde LJ braucht der Stern nur die Hälfte und so fort, d.h., dass der Stern zum Durchlaufen des überschaubaren Bereiches ein Mehrfaches der 20*10^9 Jahre gebraucht hat, die uns in der Literatur als Alter des Universums präsentiert werden.
Mittels Rotverschiebung wurde für die entferntesten Gestirne, die Quasare OQ 172 und PKS 2000-330, eine Fluchtgeschwindigkeit von 270000 kmsec gemessen. Das ergibt eine Distanz von ca. 18*10^9 LJ. Das heisst, das Licht von diesen Quasaren ist 18*10^9 Jahre auf dem Weg und wir sehen sie dort, wo sie vor 18*10^9 Jahren waren. Demnach sind sie in der gleichen Zeit mit, annähernd, Lichtgeschwindigkeit die gleichen LJ weitergewandert; sie befinden sich derzeit schon 16*10^9 LJ im Ungewissen, denn sie haben jetzt insgesamt 36*10^9 LJ zurückgelegt.
Mit 20*10^9 LJ ist der Radius des von der Erde überschaubaren Bereichs gegeben und offenbar die Grenze für das erdgebundene Instrumentarium. Offenbar sind die beiden Quasare nahe dieser Grenze mit der ihnen zugeschriebenen Rotverschiebung Z = 3,52 bzw. Z = 3,78. Von Prof. ALBRECHT, zugeordnet dem Team des SpaceTelescope, haben wir, dass keine Gestirne über Z = 4 beobachtet wurden. Angesichts der Schwierigkeit, die Rotverschiebung so weit entfernter Gestirne zu messen, sind die Dezimalen bei Z nicht cum grano salis zu werten.
Bis jetzt war angenommen worden, dass die Gestirne den überschaubaren Bereich mit, annähernd, Lichtgeschwindigkeit verlassen. In diesem Bereich gilt H = v/r. Das gilt nicht mehr, sobald sich bei Ingangsetzung des SpaceTelescope der überschaubare Bereich schlagartig vergrössert und v/r unbrauchbar wird.
Es muss eine neue Beziehung zwischen Rotverschiebung und Fluchtgeschwindigkeit gefunden werden. Sie ist mit dem Ansatz 1 + Z = 2Wurzel aus (c+v) / (c-v) gegeben, aus dem sich v berechnen lässt. Die Fluchtgeschwindigkeit kann nie die Lichtgeschwindigkeit erreichen, sie nähert sich ihr asymptotisch.
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HubbleSpaceTelescope Für Z = 3 ergibt sich eine Fluchtgeschwindigkeit von 265000 kmsec und für Z = 4 eine Fluchtgeschwindigkeit von 277000 kmsec. Daraus ist auf dem Diagramm die H-Korrektur gezeichnet, da man als Grenze des erdgebundenen Instrumentariums Z = 4 annehmen kann und die Gestirne mit 277000 kmsec unseren überschaubaren Bereich verlassen. Die beiden Quasare sind also ca. 19*10^9 LJ entfernt; H = 13,5.
Das Space-Telescope soll theoretisch eine 7mal so grosse Sichtweite haben als das erdgebundene Instrumentarium. In der Praxis wird sich das nicht realisieren, da eine uns unbekannte interstellare Materie im Wege stehen wird. Ich habe daher nur eine Verdoppelung der Sichtweite angenommen;
als Hilfe bei der Begutachtung der ersten Bilder des Space-Telescope.
Ohne erst auf die Quantentheorie einzugehen, möchte ich, in Erinnerung an CANTOR, das Universum so betrachten: In Teilmengen endlich, ist das Universum ohne Grenzen.

High Redshift Supernovae 1997ff
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sn1998eq
High Redshift Supernovae 1998eq "Albinoni"
BERKELEY, CA - Meldung vom 21.12.1998
Das Universum wird immer und immer größer 
Nach Jahrzehnten des Rätselns sind die Astronomen in diesem Jahr zu dem Schluß gekommen: Das Universum wird sich bis in alle Ewigkeit ausdehnen. Ja, es expandiert sogar immer schneller. Die Science-Redaktion honorierte diese Erkenntnis mit dem Titel "Duchbruch des Jahres 1998".
Mit einem Knall fing alles an, genauer gesagt mit dem Urknall. Aus einem Zustand heraus, den wir weder verstehen noch beschreiben können und der darum als Singularität bezeichnet wird, entstand das Universum, blähte sich mit unvorstellbarer Geschwindigkeit aus und wuchs immer weiter an, wobei es Raum und Zeit schuf und sich die uns bekannte wie unbekannte Materie bildete. So in etwa stellen Wissenschaftler sich heute den Anfang des Weltalls vor.
In ihren Überlegungen gehen sie davon aus, daß seit kurz nach dem Urknall bis heute dieselben Naturgesetze gelten. Eine der grundlegenden Kräfte ist die Gravitation, also die gegenseitige Anziehungskraft von Massen. Je massereicher zwei Objekte sind, umso stärker ist die Gravitation zwischen ihnen. Das führte die Forscher zu der Frage, ob denn die vielen Sterne, Galaxien und Galaxienhaufen nicht genug Masse hätten, um irgendwann die Expansion des Universums zu stoppen und vielleicht sogar zu einer Kontraktion umzukehren. 
Schon vor einiger Zeit stellte sich heraus, daß die sichtbare Materie dafür nicht ausreichen würde. Einige Astronomen versuchten daher, die Masse der sogenannten "Dunklen Materie" zu ermitteln, andere bestimmten durch Beobachtung von entfernten Sternexplosionen die Expansionsgeschwindigkeit. Der erste Ansatz erbrachte die Erkenntnis, daß wohl auch nicht genug Dunkle Materie vorhanden sei. Die noch größere Überraschung folgerte aber aus den Daten der Supernova-Messungen: Danach dehnt sich das Universum nicht nur unaufhaltsam aus, sondern wird dabei auch immer schneller. Die Redaktion von Science hält diesen Wissenszuwachs für den bedeutendsten wissenschaftlichen Fortschritt des Jahres 1998.
Die Supernova 1998bu in der nahegelegenen Galaxie M96 veranschaulicht, wie hell ein solches Ereignis im Vergleich zu seinem Heimatssternsystem ist. Für die Beobachtungen der Expansion des Universums wurden Supernovae studiert, die mit durchschnittlich zehn Milliarden Lichtjahren Entfernung rund 300mal weiter weg als M96 waren.
Gleich zwei Arbeitsgruppen sind unabhängig voneinander zu dem Schluß gekommen, das Weltall werde immer größer: das High-Z Supernova Search Team unter der Leitung von Brian Schmidt von den Mt. Stromlo and Siding Springs Observatories und die Mitarbeiter des Supernova Cosmology Projects um Saul Perlmutter von den Lawrence Berkeley National Laboratories. Die beiden Gruppen untersuchten Supernovae vom Typ Ia, die manchmal heller scheinen als die Galaxie, in welcher die Explosion stattfindet. Aus der Dauer ihres Aufleuchtens und der Rotverschiebung ihres Lichtes berechneten die Wissenschaftler, wie weit entfernt das Ereignis war, mit welcher Geschwindigkeit es sich von uns entfernt, wie dicht die Materie auf dem Weg des Lichtes verteilt ist sowie den Wert der kosmologischen Konstante.
Bei dieser kosmologischen Konstante handelt es sich um eine abstoßende Kraft zwischen Massen, die Einstein eingeführt hatte, weil er sich nicht anders erklären konnte, warum das Universum nicht durch seine eigene Gravitation implodiert. Damals wußte die wissenschaftliche Welt noch nicht um die Expansion. Erst ein Jahrzehnt später entdeckte Edwin Hubble, daß sich alle Objekte im Weltall voneinander entfernen. Daraufhin bezeichnete Einstein die Einführung der kosmologischen Konstante als seinen größten Fehler. In den Modellrechnungen wurde sie von da an schlicht gleich Null gesetzt. Doch die Daten der Supernova-Beobachtungen lassen den Astronomen anscheinend keine andere Wahl, als Einsteins verschmähte Konstante wiederzubeleben. Trotz aller Bemühungen haben sie keine andere Möglichkeit gefunden, die Ergebnisse zu erklären.
Und die Kette der Hinweise reißt nicht ab. In der Nacht des 15. Oktobers 1998 entdeckten die Forscher des Supernova Comology Projects die entfernteste und älteste bekannte Supernova. Entgegen der üblichen Bezeichnung mit einer nüchternen Kombination aus Zahlen und Buchstaben gaben die Astronomen ihr den Spitznamen "Albinoni" nach dem venezianischen Komponisten Tomaso Albinoni aus dem 17./18. Jahrhundert. Die Supernova ist nach der bisherigen Auswertung 18 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt und vor fast zehn Milliarden Jahren explodiert.
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