Wohin expandiert das Universum? | Harald Lesch
Wohin expandiert das Universum eigentlich?
[Intro]
Ja, wohin expandiert das Universum?
Es treibt auseinander. Es driftet voneinander weg.
Im Universum driften die Punkte voneinander weg. Es expandiert in ... ja, in was?
In was kann schon so ein Universum hinein expandieren?
Entweder in ein anderes Universum oder in die Leere, also da, wo nichts ist.
Denn die Expansion, wenn sich etwas ausbreitet, dann verdrängt das Ausbreitende ja das, ...
... was da ist, wo es hin hinein sich ausbreitet.
Kein normaler Mensch käme doch auf den Gedanken, zu behaupten, dass das Universum expandiert.
Woher will man denn das wissen? Das ganze Universum? Ich meine ...
Wer von uns kann denn schon irgendwas aussagen über das gesamte ... ?
Hier jetzt zum Beispiel, hier in meinem Studio.
Hier expandiert gar nichts.
Ja, es fällt mir schon mal was runter und so weiter.
Aber ansonsten bleibt doch hier alles, wie es ist!
Und wenn ich oben in den Himmel gucke, die Sterne bleiben auch da.
Gut, die mögen sich im Laufe des Jahres ein bisschen verändern.
Die Sonne expandiert nicht, Gott sei Dank.
Auch der Mond bleibt, wie er ist. Und so weiter.
Also wo bitteschön kann ich denn messen, hier jetzt auf der Erde, dass irgendwas expandiert?
Gibt's doch gar nicht!
Und in der Tat, hier kann man es auch gar nicht messen.
Wirklich, kann man gar nicht.
Also, um mal eine Zahl zu nennen, nur mal für Spaß, dass man mal eine Ahnung hat:
Die Expansion des Universums vollzieht sich mit einer Geschwindigkeit, ...
... das ist jetzt wirklich gemessen, ...
... vollzieht sich mit einer Geschwindigkeit von 68 km/s pro 3 Millionen Lichtjahre.
Das kann doch kein Mensch messen!
Also schon mit normalen Messgeräten doch nicht.
Also pro drei Millionen Lichtjahre 68 Kilometer pro Sekunde.
Wenn sich also etwas schneller bewegt als 68 Kilometer pro Sekunde, ...
... dann kann ich das überhaupt nicht unterscheiden von der Expansion.
Bis ich die Expansion erstmal rausfinden kann im Universum, bis ich sie messen kann, ...
... muss ich also ziemlich weit weggehen. Nicht nur von der Erde oder der Sonne oder so.
Sondern von der Milchstraße. Ich muss ganz weit weggehen von allem, was hier in der Nähe ist.
Weil ... lokal, wirklich wahr, lokal, also so heißt das, also örtlich:
Örtlich ist die Schwerkraft, die die einzelnen Galaxien aufeinander ausüben ...
Andromeda zum Beispiel, unsere Nachbar-Galaxie, bewegt sich auf die Milchstraße zu!
Die beiden Magellanschen Wolken, für alle die, die schon mal unterhalb des Äquators waren:
Das sind diese komischen Nebelflecken am Himmel.
Die beiden Magellanschen Wolken, die kleine und die große, das sind Satelliten, die sich um die Milchstraße herum bewegen.
Und die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie werden verschmelzen in ferner Zukunft.
Und trotzdem stimmt es!
Das Universum breitet sich aus, obwohl diese beiden Galaxien miteinander verschmelzen ...
... in der sogenannten Lokalen Gruppe.
Draufgekommen ist natürlich ...
Darauf kann ein normaler Mensch nicht kommen, sondern ein ehemaliger Rechtsanwalt und Boxer, ...
... der Astronom geworden ist.
Der Hubble, so hieß er.
Edwin Hubble, der wusste, dass in den Spektren der Galaxien, die sehr weit von uns entfernt sind, ...
... diese Emissionslinien, die von den Atomen eines bestimmten chemischen Elements abgegeben werden, ...
... dass die im Frequenzband nicht da sind, wo sie hier auf der Erde sind.
Also das ist ja so, wenn man so einen Gaszylinder hat, da ist dann Gas drin, Sauerstoff oder Wasserstoff oder Stickstoff oder was.
Dann kann man genau messen, welche Art von Strahlung die Atome dieses Gases abgeben.
Also das ist dann ... hier ist dann eine Linie und da ist dann eine Linie und so weiter.
Und das nennt man dann die Ruhefrequenz.
Also wenn das Gas annähernd in Ruhe ist. Sind die Teilchen natürlich nicht, aber im Mittel sind sie in Ruhe.
Und jetzt hat der Hubble geguckt: da, wo er zum Beispiel Sauerstoff erwartet hat, ...
... da war es nicht. Da war die Linie einfach nicht.
Also bei den weit entfernten Galaxien.
Die Linie, die er da erwartet hat, die war weiter bei den langen, großen Wellenlängen, also beim Röteren.
Also das rötere Licht hat ja eine größere Wellenlänge.
Das hat er festgestellt und dann hat er gemerkt: Mensch Meier!
Je weiter eine Galaxie von mir entfernt ist, umso mehr ins Rote verschoben ist diese Linie.
Also immer weiter weg. Und dann kommt einem natürlich sofort dieser Effekt ins Hirn: Doppler-Effekt!
Wenn sich eine Schallquelle von dir entfernt, dann wird der Ton tiefer, also wird die Wellenlänge größer.
Und das ist ja bei der elektromagnetischen Strahlung genauso. Also wenn sich eine Quelle von uns entfernt, dann müsste das Licht röter werden.
Aber wenn diejenigen, die am weitesten von uns entfernt sind, sich am schnellsten von uns entfernen, ...
... dann ... ?
Was heißt denn das?
Und da kam der mit dem Luftballon.
Da hat er nämlich gedacht: Also, pass auf: wenn ich einen Luftballon habe und am Anfang verteile ich Punkte da drauf und dann blase ich den Luftballon auf.
Dann kann ich messen, dass die Punkte, die am weitesten voneinander entfernt sind am Anfang, sich am schnellsten voneinander entfernen.
Warum? Die Geschwindigkeit geht wieder mit der Kugel. Und die Kugel geht mit dem Quadrat des Abstandes.
Das heißt: diejenigen, die am weitesten von uns entfernt sind, bewegen sich von uns am schnellsten weg, ...
... wenn wir praktisch in einem expandierenden Etwas wären.
Und so kam die Idee mit der Expansion.
Das Schöne an der Vorstellung, das Universum würde sich ausbreiten, ist ja, dass es dann gestern kleiner war.
Vorgestern war es dann noch kleiner und so weiter. Dann kann man sich ja immer weiter zurückfragen:
Wie klein kann es denn gewesen sein?
Also kann es mal so ganz klein gewesen sein, so ganz, ganz klein, klein-klein oder ...
Also das berühmte Klein-Klein-Spiel. Also kann es mal ganz klein gewesen sein?
Ja, kann es.
Und nur, um das mal zu sagen: Das ist keine Erfindung im Sinne von: "Och, ich denke mir mal was aus, wie das Universum gewesen sein könnte!"
Sondern: zusammen mit den Entdeckungen von Hubble haben 1948 drei Kernphysiker, ...
... also Physiker, die sich mit Atomkernen beschäftigt haben, einfach nur mal folgenden Gedanken gehabt:
Wenn das Universum also wirklich expandiert und gestern kleiner war, ...
... bis zu welcher Größe können wir denn sicher sein, dass wir die Physik noch verstehen?
Und das waren Jungs, die an der Entwicklung der Atombombe mitgearbeitet haben und an der Kernspaltung, radioaktiver Zerfall.
Das heißt: die haben etwas getan, was für die Wissenschaft ganz, ganz wichtig ist.
Nämlich, zu behaupten: fundamentale Gesetze, die wir von der Erde kennen, ...
... gelten überall im Universum und vielleicht sogar für das ganze Universum. Man muss sich das mal überlegen.
Kosmologie als die Frage nach dem Ganzen, nach allem, was da ist.
Unter anderem auch noch der Frage, wo hinein sich denn ein Universum bewegt.
Und dann haben die gesagt: Kernphysik kennen wir und können wir.
Und wenn wir das anwenden, auf das gesamte Universum, wenn also das Universum mal so groß war wie ein Atomkern, ...
... dann können wir ein Modell machen. Und das war das Urknall-Modell.
Und mit diesem Modell haben die Vorhersagen gemacht. Und diese Vorhersagen sind alle eingetreten.
Und deswegen glauben wir heute, dass das tatsächlich alles nicht falsch ist.
Ob es wahr ist, wissen wir nicht.
Aber es ist so verdammt gut nicht falsch, dass uns also diejenigen, die sich damit beschäftigen, wie das Universum sich entwickelt hat, ...
... beziehungsweise wie es sich weiterentwickeln wird, davon ausgehen, dass das tatsächlich richtig ist, ...
... dass das Universum also sich ausbreitet, und zwar als Ganzes ausbreitet und nicht in irgendwas hinein.
Und das finde ich schon mal toll, dass man von dem ganz Kleinen auf das ganz Große schließen kann.
Dass man das Allerkleinste mit dem Allergrößten verbinden kann.
Das finde ich, unter uns gesagt, eine großartige intellektuelle Leistung.
Nach dem Suezkanal, dem Panamakanal und dem Canale Grande gibt's jetzt noch einen YouTube-Kanal:
Nämlich "Terra X Natur & Geschichte" mit Dirk Steffens und seinen Freunden.
Wenn euch dieser Kanal hier gefällt, dann gefällt euch der bestimmt auch.
Guckt euch mal an.
