Beobachtbares Universum
In der Urknallkosmologie ist das beobachtbare Universum das, was theoretisch von der Erde aus gesehen werden kann. Das ist Licht oder andere Signale, das seit Beginn der kosmologischen Expansion Zeit hatte, die Erde zu erreichen. Das beobachtbare Universum ist ein kugelförmiges Volumen (eine Kugel), das auf den Beobachter zentriert ist, unabhängig von der Form des Universums als Ganzes. Jeder Ort im Universum hat sein eigenes beobachtbares Universum, das sich mit dem auf der Erde zentrierten überlappen kann oder auch nicht.
Das Wort "beobachtbar" hängt nicht davon ab, ob die moderne Technologie tatsächlich den Nachweis von Strahlung von einem Objekt in dieser Region ermöglicht. Es bedeutet lediglich, dass es prinzipiell möglich ist, dass Licht oder andere Signale von dem Objekt einen Beobachter auf der Erde erreichen können. In der Praxis gibt es vieles, was wir nicht sehen können. Wir können Licht nur von so weit hinten sehen, wie zu der Zeit, als die Teilchen zum ersten Mal in der Lage waren, Photonen auszusenden, die von anderen Teilchen nicht schnell wieder absorbiert wurden. Davor war das Universum mit einem Plasma gefüllt, das für Photonen undurchlässig war.
Manchmal unterscheiden Astrophysiker zwischen dem sichtbaren Universum, das nur Signale enthält, die seit der Rekombination ausgesendet wurden, und dem beobachtbaren Universum, das Signale seit Beginn der kosmologischen Expansion (d.h. dem Ende der Inflationsepoche in der modernen Kosmologie) enthält. Der Radius des sichtbaren Universums beträgt etwa 14,0 Milliarden Parsecs (etwa 45,7 Milliarden Lichtjahre), während die Entfernung zum Rand des beobachtbaren Universums etwa 14,3 Milliarden Parsecs (etwa 46,6 Milliarden Lichtjahre) beträgt, also etwa 2% größer ist.
Die beste Schätzung des Alters des Universums zum Jahr 2013 beträgt 13,798 ± 0,037 Milliarden Jahre. Aufgrund der Expansion des Universums beobachtet der Mensch Objekte, die ursprünglich viel näher waren, jetzt aber wesentlich weiter entfernt sind (definiert als die kosmologische Eigenentfernung, die gleich der heutigen Annäherungsentfernung ist) als eine statische Entfernung von 13,8 Milliarden Lichtjahren. Der Durchmesser des beobachtbaren Universums wird auf etwa 28 Milliarden Parsec (93 Milliarden Lichtjahre) geschätzt, so dass der Rand des beobachtbaren Universums etwa 46-47 Milliarden Lichtjahre entfernt ist.
Visualisierung des 93 Milliarden Lichtjahre - oder 28 Milliarden Parsec - umfassenden dreidimensionalen beobachtbaren Universums. Der Maßstab ist so gewählt, dass die feinen Körner Ansammlungen einer großen Anzahl von Superhaufen darstellen. Der Virgo-Superhaufen - die Heimat der Milchstraße - ist im Zentrum markiert, aber zu klein, um auf dem Bild zu sehen zu sein.
Hubble Ultra Deep Field-Bild einer Region des beobachtbaren Universums (äquivalente Größe der Himmelsfläche in der linken unteren Ecke dargestellt). Jeder Fleck ist eine Galaxie, die aus Milliarden von Sternen besteht. Das Licht der kleinsten, am stärksten rotverschobenen Galaxien ist vor fast 14 Milliarden Jahren entstanden.
Fragen und Antworten
F: Was ist die Urknall-Kosmologie?
A: Die Urknallkosmologie ist eine wissenschaftliche Theorie, die erklärt, wie das Universum entstanden ist und sich im Laufe der Zeit entwickelt hat. Sie besagt, dass das Universum vor etwa 13,8 Milliarden Jahren aus einem extrem heißen und dichten Zustand entstand, der als "Urknall" bezeichnet wird.
F: Was ist ein beobachtbares Universum?
A: Ein beobachtbares Universum ist das, was theoretisch von der Erde aus gesehen werden kann. Dazu gehören Licht oder andere Signale, die seit dem Beginn der kosmologischen Expansion Zeit hatten, die Erde zu erreichen. Jeder Ort im Universum hat sein eigenes beobachtbares Universum, das sich mit dem Universum auf der Erde überschneiden kann, aber nicht muss.
F: Wie weit zurück können wir Licht sehen?
A: Wir können Licht erst ab dem Zeitpunkt sehen, als Teilchen erstmals in der Lage waren, Photonen zu emittieren, die nicht schnell wieder von anderen Teilchen absorbiert wurden. Davor war das Universum mit einem Plasma gefüllt, das für Photonen undurchlässig war.
F: Was ist der Unterschied zwischen dem sichtbaren und dem beobachtbaren Universum?
A: Das sichtbare Universum umfasst nur Signale, die seit der Rekombination ausgesandt wurden, während das beobachtbare Universum Signale seit dem Beginn der kosmologischen Expansion (dem Ende der Inflationsepoche) umfasst.
F: Wie groß ist der Radius des sichtbaren Universums?
A: Der Radius des sichtbaren Universums beträgt etwa 14 Milliarden Parsecs (45,7 Milliarden Lichtjahre).
F: Wie alt ist das geschätzte Alter des Universums?
A: Die beste Schätzung des Alters des Universums (Stand 2013) ist 13,798 ± 0,037 Milliarden Jahre alt.
F: Wie weit ist der Rand des beobachtbaren Universums entfernt? A:Der Rand des beobachtbaren Universums ist etwa 46-47 Milliarden Lichtjahre entfernt.
