News COSMOS: "Umfassendste Karte des Universums" erfasst gut 800.000 Galaxien und wirft Fragen auf

[RyzA]

So ähnlich, ja
Andromeda bewegt sich mit ca. 266 km/s auf uns zu, die tatsächliche Annäherungsgeschwindigkeit beträgt lediglich ca. 120 km/s. Andromeda "jagt" sozusagen die Milchstraße.
Die Milchstraße (und auch Andromeda) bewegt sich in Relation zur Hintergrundstrahlung wiederum mit 630 km/s zum großen Attraktor.
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Gibt es auch Modelle welche berechnen, wie es aussehen würde, wenn unsere Galaxie mit der Andromeda-Galaxie verschmilzt? Würde es dann auch viele Kollisionen geben? Und die beiden schwarzen Löcher in den Zentren auch verschmelzen?

 

[emp1]

Gibt es auch Modelle welche berechnen, wie es aussehen würde, wenn unsere Galaxie mit der Andromeda-Galaxie verschmilzt?

Vermulich ja, aber nix, was visuell herzeigbar wäre und halbwegs auf Fakten beruht.
Die ganzen YT Videos dazu sind eher - na ja....

Tatsächlich aber berühren sich mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit die weitesten Ausläufer unserer Glaxien bereits, auch wenn das Ereignis selbst erst in 4-5 Mrd. Jahren stattfinden wird.

Würde es dann auch viele Kollisionen geben? Und die beiden schwarzen Löcher in den Zentren auch verschmelzen?

Kollisionen von Sternen?
Vermutlich kaum bis gar keine.
Aus Beobachtungen von anderen Galaxienkollisionen wissen wir, dass nicht unerheblich wenige Sterne sehr weit aus den Galaxien herausgeschleudert werden.
Einige werden sogar das dann gemeinsame Schwerefeld verlassen.
Die immensen Gas-/Staubwolken werden aber komprimiert und es ist damit zu rechnen, dass viele, viel neue Sterne entstehen werden.
Und ja, irgendwann, so bisher alle Beobachtungen, wird es wohl zur Verschmeldung der SLs kommen - in vielen Mrd. Jahren.
Wird dann irgendwie so dann aussehen:

oder so

 

[Schinken]

Gibt es auch Modelle welche berechnen, wie es aussehen würde, wenn unsere Galaxie mit der Andromeda-Galaxie verschmilzt? Würde es dann auch viele Kollisionen geben? Und die beiden schwarzen Löcher in den Zentren auch verschmelzen?

Keine Kollisionen.
Man muss sich klar machen, dass das Universum zum allergrößten Teil aus leerem Raum besteht. Zwischen den Sternen und Sternensystemen ist leerer Raum mit Platz für hunderte und tausende Systeme.
Also egal wieviele Sterne eine Galaxie hat, sie hat tausend und abertausendfach mehr "Platz". Die Wahrscheinlichkeit, dass da zwei Systeme in ihren Gravitationssog geraten (so würde eine theoretische "Kollision" anfangen) ist dadurch extrem gering,

Trotzdem würden Gravitationseffekte Sternensysteme hin und her "schleudern".

Und was die schwarzen Löcher angeht, kann man das schwerlich vorhersagen (und erst recht nicht berechnen, die Unvereinbarkeit von Quanten- und Relativitätstheorie ist hier das Stichwort). Es ist aber möglich, dass diese irgendwann verschmelzen.

 

[DarkWing13]

Ich finde die Einheit "Quadratgrad" nur total ungewöhnlich. Ist natürlich Geschmackssache und kann man natürlich trotzdem machen. Didaktisch kommen mir die 4 pi Raumwinkel intuitiver vor, weil man ja auch die Kugeloberfläche als 4 pi * r² kennt. Das bewahrt dann auch automatisch vor dem erwähnten Trugschluss à la 360 ° * 360 °.
Und jetzt der Schocker: Bevor ich gesehen habe, dass es das Quadratgrad tatsächlich als Einheit für den Raumwinkel gibt, hatte ich sogar erstmal schön die 0,54 °° als (0,735 °)² interpretiert, die 0,735 ° ins Bogenmaß umgerechnet und damit das Flächenintegral in Kugelkoordinaten gelöst und (natürlich) dasselbe Ergebnis herausbekommen.

Letztlich egal (für uns Nicht-Astronomen), da das Universum egal wo wir hinschauen weitestgehend homogen zu sein scheint.
Klar, durch mehr "Grad" an Beobachtung wird das Bild genauer und detailreicher, aber das ist etwa so als wenn du von irgendwo auf der Erde in den Himmel schaust...du wirst immer Sterne am Himmel sehen.

Man könnte natürlich auch theoretisch den ganzen Himmel so durchmustern, aber die Zeit am JW ist begrenzt und vor allem teuer. Beobachtungen müssen teilweise Monate und Jahre zuvor beantragt und dann wird von einer Kommission entschieden, ob die Astronomen die Zeit für ihr Projekt genehmigt bekommen.

Detaillierte Beschreibung der Expansion des Universums und der Sache mit der Lichtgeschwindigkeit und den Entfernungen:

Missing Link: Urknalltheorie – warum uns die Dunkle Energie das Licht abdreht

Die Urknalltheorie sagt uns, dass der Kosmos expandiert. Aber wie groß ist das beobachtbare Universum? Eine simple Frage mit einer komplizierten Antwort.

www.heise.de

Zum "kleinen" Verständnis:
Bei der Betrachtung nicht die Erde/Mensch als Ausgangspunkt sehen, sondern das zu beobachtende Objekt = entfernte Galaxie.
Das Licht benötigt mehr Zeit uns zu erreichen, weil der Raum zwischen uns und der Galaxie expandierte.
Das heißt, dass Licht das wir heute von dort sehen ist zwar 13,5 Milliarden Jahre(!) gereist, aber die Galaxie war zum Zeitpunkt als es ausgesendet wurde "nur" 8 bis 9 Milliarden Lichtjahre(!) weit entfernt.

 

[Schinken]

(...)

Ging das nicht völlig an seinem Punkt vorbei, dass er die Einheit Quadratgrad ungewöhnlich findet?

 

[SIR_Thomas_TMC]

aber das ist etwa so als wenn du von irgendwo auf der Erde in den Himmel schaust...du wirst immer Sterne am Himmel sehen.

Wenn du aber nur 0,008 Promille vom Himmel von der Erde aus gesehen hast, kannst du das natürlich nur mit einer viel höheren Ungewissheit behaupten. Insofern ist das schon richtig, das ist noch nicht genügend Beobachtung, um es abschließend sagen zu können. Andererseits - und das habe ich auch schon gesagt - haben wir ja in näherer Umgebung schon viel viel mehr Beobachtungen in alle Richtungen gleich gemacht, bis hin zur am weitest entfernten Möglichkeit, der kosmischen Hintergrundstrahlung. Und die alle zeigen sehr viel Gleichförmigkeit überall. Da kann man schon gut behaupten, das wird wohl auch dort so sein.

Das heißt, dass Licht das wir heute von dort sehen ist zwar 13,5 Milliarden Jahre(!) gereist, aber die Galaxie war zum Zeitpunkt als es ausgesendet wurde "nur" 8 bis 9 Milliarden Lichtjahre(!) weit entfernt.

Exakt. Ich hatte es in die andere Richtung erklärt, die Galaxien, die wir jetzt nach 13,5 Mrd Jahren sehen sind nun 40 Mrd Lichtjahre weit weg (und natürlich komplett anders).

 

[Futhark]

Ist doch aber korrekt...
Vollkreis: 360°*180°=41253°°
Oder worauf zielst du ab?

Ist halt nur ein sehr kleiner Ausschnitt, der aktuell erforscht ist. Auf der anderen Seite gehen wir davon aus, dass es sich überall so ähnlich abspielt. Die Annahme macht zwar sehr viel Sinn, aber wirklich Wissen tut man das erst, wenn man statistisch relevante Teile der Himmelskugel um uns rum erforscht hat.

EDIT: 0,54°° sind somit 0,008 Promille der Himmelskugel.

Ich muss mich jetzt doch nochmal zum Quadratgrad melden, weil mir erst jetzt richtig aufgefallen ist, was mich gestört hat und zur Rechnung im Bogenmaß gebracht hat:
Ich hab die Rechnung "360 ° * 180 °" gesehen und reflexartig einen Fehler in der Herleitung gerochen, denn hier wird eine Fläche berechnet durch Multiplikation zweier 'Kantenlängen'', obwohl wir mit der Gradskala auf der Kugeloberfläche ein krummliniges Koordinatensystem haben. Um den korrekten Wert in Quadratgrad zu bekommen, müsste man in Kugelkoordinaten das Integral für die Oberfläche ausrechnen.
Wenn man jetzt aber trotzdem
0,54 °° / (360° * 180°) = 0,54°° / 64800°°
ausrechnet, bekommt man die oben erwähnten ca. 0,008 Promille, also 8E-6, aber dieser Wert ist eben nicht korrekt! Der richtige wert ist ca. 1,3E-5 oder 0,013 Promille.

Diesen letzteren Wert hab ich aus meiner Integralrechnung im Bogenmaß gefunden, dann nochmal den zitierten obigen Post angeschaut und verwundert gesehen, dass da ja auch 41253°° als voller Raumwinkel einer Kugel erwähnt waren. Ich hatte zu dem Punkt aber noch nicht überprüft, ob das tatsächlich 360° * 180° sind und dachte: "Wow, anscheinend hat da einer viel Glück gehabt, dass zufällig der richtige Wert rauskommt für den vollen Raumwinkel, obwohl der Rechenweg nicht passt", denn 0,54°° / 41253°° ergibt den korrekten Wert.
Aber: Wenn ich 360 ° * 180 ° stumpf ausrechne, bekomme ich eben nicht 41253°° , sondern 64800 °° !
Wo kommen dann aber die (korrekten) 41253°° her?
Wenn man den Raumwinkel als Integral in Kugelkoordinaten berechnet als Integral über den Integranden
sin(theta_b) * d_phi_b * d_theta_b
und mit den Integralgrenzen theta_b von 0 bis pi und phi_b von 0 bis 2 pi,
bekommt man die 4 pi als vollen Raumwinkel.
(Subscript b soll hier für Bogenmaß stehen, Subscript g für Gradmaß.)
Wenn man aber im Gradsystem rechnen will, muss man formal eine Variablensubstitution vom Bogenmaßsystem ins Gradmaßsystem durchführen: Winkel_g = Winkel_b * (360° / 2pi). Dadurch bekommt man Vorfaktoren in die Rechnung, die ebenso dazu führen, dass
1°° entspricht (2pi / 360°)².
Wissend, dass im Bogenmaß der volle Raumwinkel 4pi sind, muss also der volle Raumwinkel im Gradsystem wie folgt sein:
4pi / (2pi / 360°)² = (360°)² / pi = 41253°°
TADAAAA.
Durch die korrekte Variablen-Substitution sind also zwar beide Winkelsysteme legitim, für mich ist allerdings das Bogenmaß intuitiver, weil die für die Berechnung notwendigen trigonometrischen Funktionen, also sin(x) oder cos(x) eben mathematisch elegant auf dem Bogenmaß definiert werden mit x im Interval [0 , 2pi].

DAS !NICHTS! (Raum) ist dann schneller als das Licht!
Somit stimmt der Spruch!

Ich denke, er wollte hier keine steile physikalische These als Einzeiler aufstellen, sondern hat sich erstmal nur über das gefundene Wortspiel "Nichts ist schneller als das Licht." vs. "Das Nichts ist schneller als das Licht." gefreut.

 

[SIR_Thomas_TMC]

@Futhark ich weiß es nicht mehr, wahrscheinlich von mir nur gegoogelt anstelle gerechnet.

 

[emp1]

Manchmal ist in Wicki nachlesen dann doch einfacher (also für mich Faullenzer):

Quadratgrad – Wikipedia

de.wikipedia.org

Aufs Quadratgrad sind wir ja nur deswegen gekommen, weil der Ursprungsartikel (gaaaaaanz am Anfang) sich genau auf dieses Flächenmaß eingeschossen hatte.