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Das Universum - Terra X, Wohin expandiert das Universum? | Harald Lesch

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.

Wohin expandiert das Universum? | Harald Lesch Where is the universe expanding? | Harald Lesch ¿Hacia dónde se expande el universo? | Harald Lesch کجای جهان در حال گسترش است؟ | هارالد لش Où l'univers s'étend-il ? | Harald Lesch Dove si espande l'universo? | Harald Lesch 宇宙はどこへ膨張しているのか?| ハラルド・レッシュ Dokąd rozszerza się wszechświat? | Harald Lesch Para onde é que o universo se está a expandir? | Harald Lesch Куда расширяется Вселенная? | Харальд Леш Evren nereye doğru genişliyor? | Harald Lesch Куди розширюється всесвіт? | Гаральд Леш

Wohin expandiert das Universum eigentlich? Where is the universe actually expanding?

[Intro]

Ja, wohin expandiert das Universum? Yes, where is the universe expanding to?

Es treibt auseinander. Es driftet voneinander weg. |drives|apart||drifts|| It's drifting apart. It drifts away from each other.

Im Universum driften die Punkte voneinander weg. Es expandiert in ... ja, in was? In the universe, the points drift away from each other. It expands into... yes, into what?

In was kann schon so ein Universum hinein expandieren? What can such a universe expand into?

Entweder in ein anderes Universum oder in die Leere, also da, wo nichts ist. Either into another universe or into the void, that is, where there is nothing.

Denn die Expansion, wenn sich etwas ausbreitet, dann verdrängt das Ausbreitende ja das, ... ||||||||displaces||expanding|| Because the expansion, when something spreads, then what is spreading displaces what...

... was da ist, wo es hin hinein sich ausbreitet. ||||||||spreads ... which is where it spreads into.

Kein normaler Mensch käme doch auf den Gedanken, zu behaupten, dass das Universum expandiert. No normal person would think of claiming that the universe is expanding.

Woher will man denn das wissen? Das ganze Universum? Ich meine ... Where|||||||||| How do you want to know that? The whole universe? I mean ...

Wer von uns kann denn schon irgendwas aussagen über das gesamte ... ? |||||||say||| Who of us can say anything about the whole...?

Hier jetzt zum Beispiel, hier in meinem Studio. Here now, for example, here in my studio.

Hier expandiert gar nichts. Nothing is expanding here.

Ja, es fällt mir schon mal was runter und so weiter. Yes, I sometimes drop something and so on.

Aber ansonsten bleibt doch hier alles, wie es ist! But other than that, everything stays the same here!

Und wenn ich oben in den Himmel gucke, die Sterne bleiben auch da. And when I look up at the sky, the stars stay there too.

Gut, die mögen sich im Laufe des Jahres ein bisschen verändern. Well, they may change a bit over the course of the year.

Die Sonne expandiert nicht, Gott sei Dank. The sun is not expanding, thank goodness.

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? So where please can I measure, here on earth, that something is expanding?

Gibt's doch gar nicht! That is impossible!

Und in der Tat, hier kann man es auch gar nicht messen. And in fact, you can't even measure it here.

Wirklich, kann man gar nicht. Really, you can't.

Also, um mal eine Zahl zu nennen, nur mal für Spaß, dass man mal eine Ahnung hat: So, to give you a number, just for fun, that you have an idea:

Die Expansion des Universums vollzieht sich mit einer Geschwindigkeit, ... The universe is expanding at a rate...

... das ist jetzt wirklich gemessen, ... ... that is now really measured, ...

... vollzieht sich mit einer Geschwindigkeit von 68 km/s pro 3 Millionen Lichtjahre. ... occurs at a speed of 68 km/s per 3 million light years.

Das kann doch kein Mensch messen! Nobody can measure that!

Also schon mit normalen Messgeräten doch nicht. Not even with normal measuring devices.

Also pro drei Millionen Lichtjahre 68 Kilometer pro Sekunde. So for every three million light-years, 68 kilometers per second.

Wenn sich also etwas schneller bewegt als 68 Kilometer pro Sekunde, ... So if something is moving faster than 68 kilometers per second,...

... dann kann ich das überhaupt nicht unterscheiden von der Expansion. ...then I can't tell the difference at all from the expansion.

Bis ich die Expansion erstmal rausfinden kann im Universum, bis ich sie messen kann, ... |||||find out|||||||| Until I can figure out the expansion in the universe, until I can measure it...

... muss ich also ziemlich weit weggehen. Nicht nur von der Erde oder der Sonne oder so. |||||go away|||||||||| ... so I have to go quite far away. Not just from the earth or the sun or anything.

Sondern von der Milchstraße. Ich muss ganz weit weggehen von allem, was hier in der Nähe ist. But from the Milky Way. I need to go far away from anything around here.

Weil ... lokal, wirklich wahr, lokal, also so heißt das, also örtlich: Because... local, really true, local, so that's what it means, so local:

Örtlich ist die Schwerkraft, die die einzelnen Galaxien aufeinander ausüben ... |||||||||exercise The gravity that the individual galaxies exert on each other is local...

Andromeda zum Beispiel, unsere Nachbar-Galaxie, bewegt sich auf die Milchstraße zu! For example, Andromeda, our neighboring galaxy, is moving toward the Milky Way!

Die beiden Magellanschen Wolken, für alle die, die schon mal unterhalb des Äquators waren: The two Magellanic Clouds, for those who have been below the equator:

Das sind diese komischen Nebelflecken am Himmel. Those are those weird nebulae in the sky.

Die beiden Magellanschen Wolken, die kleine und die große, das sind Satelliten, die sich um die Milchstraße herum bewegen. The two Magellanic Clouds, the Small and the Large, are satellites that move around the Milky Way.

Und die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie werden verschmelzen in ferner Zukunft. And the Milky Way and the Andromeda galaxy will merge in the distant future.

Und trotzdem stimmt es! And yet it's true!

Das Universum breitet sich aus, obwohl diese beiden Galaxien miteinander verschmelzen ... The universe is expanding even though these two galaxies are merging...

... in der sogenannten Lokalen Gruppe. ... in the so-called Local Group.

Draufgekommen ist natürlich ... come up|| Of course it came up...

Darauf kann ein normaler Mensch nicht kommen, sondern ein ehemaliger Rechtsanwalt und Boxer, ... A normal person can not think of that, but a former lawyer and 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, ... ||||||||||given| ...those emission lines given off by the atoms of a particular chemical element...

... 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. And that's called the resting frequency.

Also wenn das Gas annähernd in Ruhe ist. Sind die Teilchen natürlich nicht, aber im Mittel sind sie in Ruhe. ||||approximately||||||||||||||| So when the gas is almost at rest. The particles are not, of course, but on average they are at rest.

Und jetzt hat der Hubble geguckt: da, wo er zum Beispiel Sauerstoff erwartet hat, ... And now the Hubble looked: there, where it expected oxygen, for example, ...

... da war es nicht. Da war die Linie einfach nicht. ... it wasn't there. The line just wasn't there.

Also bei den weit entfernten Galaxien. So with the distant galaxies.

Die Linie, die er da erwartet hat, die war weiter bei den langen, großen Wellenlängen, also beim Röteren. The line he was expecting was further along the long, long wavelengths, i.e. the reddening.

Also das rötere Licht hat ja eine größere Wellenlänge. So the redder light has a longer wavelength.

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. ||||||||||||shifted||| The further away a galaxy is from me, the more this line is shifted into the red.

Also immer weiter weg. Und dann kommt einem natürlich sofort dieser Effekt ins Hirn: Doppler-Effekt! So further and further away. And then, of course, this effect immediately comes to mind: Doppler effect!

Wenn sich eine Schallquelle von dir entfernt, dann wird der Ton tiefer, also wird die Wellenlänge größer. ||||||||||sound|||||| When a sound source moves away from you, the sound becomes deeper, so the wavelength becomes longer.

Und das ist ja bei der elektromagnetischen Strahlung genauso. Also wenn sich eine Quelle von uns entfernt, dann müsste das Licht röter werden. And it's the same with electromagnetic radiation. So if a source moves away from us, the light should become redder.

Aber wenn diejenigen, die am weitesten von uns entfernt sind, sich am schnellsten von uns entfernen, ... But if those who are furthest away from us are moving away from us the fastest, ...

... dann ... ? ... then ... ?

Was heißt denn das? What does that mean?

Und da kam der mit dem Luftballon. And then came the one with the balloon.

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. That's when he thought: So, watch out: if I have a balloon and at the beginning I put points on it and then I blow up the balloon.

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. Why? The speed goes with the ball again. And the ball goes with the square of the distance.

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. And that's how the idea of expansion came about.

Das Schöne an der Vorstellung, das Universum würde sich ausbreiten, ist ja, dass es dann gestern kleiner war. The nice thing about the idea that the universe is expanding is that it was smaller yesterday.

Vorgestern war es dann noch kleiner und so weiter. Dann kann man sich ja immer weiter zurückfragen: ||||||||||||||||ask back The day before yesterday it was even smaller and so on. Then you can go back further and further:

Wie klein kann es denn gewesen sein? How small could it have been?

Also kann es mal so ganz klein gewesen sein, so ganz, ganz klein, klein-klein oder ... So it may have been very small, very, very small, small-small or ...

Also das berühmte Klein-Klein-Spiel. Also kann es mal ganz klein gewesen sein? In other words, the famous small-small game. So it could have been very small once?

Ja, kann es. Yes, it can.

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!" And just to be clear: this is not an invention in the sense of: "Oh, I'll make up something about how the universe could have been!"

Sondern: zusammen mit den Entdeckungen von Hubble haben 1948 drei Kernphysiker, ... But: together with Hubble's discoveries, in 1948 three nuclear physicists, ...

... also Physiker, die sich mit Atomkernen beschäftigt haben, einfach nur mal folgenden Gedanken gehabt: ||||||dealt||||||| ... physicists who have studied atomic nuclei simply had the following thought:

Wenn das Universum also wirklich expandiert und gestern kleiner war, ... So if the universe is really expanding and was smaller yesterday, ...

... bis zu welcher Größe können wir denn sicher sein, dass wir die Physik noch verstehen? ... up to what size can we be sure that we still understand physics?

Und das waren Jungs, die an der Entwicklung der Atombombe mitgearbeitet haben und an der Kernspaltung, radioaktiver Zerfall. And these were guys who worked on the development of the atomic bomb and on nuclear fission, radioactive decay.

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, ... Namely, to claim: fundamental laws that we know from the earth ...

... gelten überall im Universum und vielleicht sogar für das ganze Universum. Man muss sich das mal überlegen. ||||||||||||||||consider ... apply everywhere in the universe and perhaps even for the entire universe. You have to think about it.

Kosmologie als die Frage nach dem Ganzen, nach allem, was da ist. Cosmology as the question of the whole, of everything that exists.

Unter anderem auch noch der Frage, wo hinein sich denn ein Universum bewegt. |||||||into||||| Among other things, the question of where a universe moves to.

Und dann haben die gesagt: Kernphysik kennen wir und können wir. And then they said: We know nuclear physics and we can do it.

Und wenn wir das anwenden, auf das gesamte Universum, wenn also das Universum mal so groß war wie ein Atomkern, ... ||||apply||||||||||||||| And if we apply this to the entire universe, i.e. if the universe was once as big as an atomic nucleus, ...

... dann können wir ein Modell machen. Und das war das Urknall-Modell. ... then we can make a model. And that was the Big Bang model.

Und mit diesem Modell haben die Vorhersagen gemacht. Und diese Vorhersagen sind alle eingetreten. ||||||predictions|||||||occurred And with this model, the predictions have been made. And these predictions have all come true.

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, ... |||||||||||||||engage||||||

... beziehungsweise wie es sich weiterentwickeln wird, davon ausgehen, dass das tatsächlich richtig ist, ... respectively||||continue to develop|||go out|||||

... 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. |||||||||achievement

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. If you like this channel here, I'm sure you'll like this one too.

Guckt euch mal an.