Ja, tatsächlich – Gott hat eine Karte des gesamten Universums publiziert. Allerdings nicht der unfreundliche Rauschebart aus der Bibel sondern John Richard Gott III, ein amerikanischer Astronom von der Princeton University.
Und eigentlich sind das auch keine Neuigkeiten – die Arbeit mit dem Titel „A map of the Universe“ wurde schon 2003 publiziert.
Ich kannte die Arbeit noch nicht – aber glücklicherweise hat Bad Astronomy heute darüber berichtet.
Gott und seine Kollegen haben ausgehend von der Erde, über die erdnahen Objekte, die Planeten im Sonnensystem und die nächsten Sterne bis hin zu den fernsten Galaxien und dem Urknall eine logarithmische Karte bekannter Objekte und Strukturen am Himmel erstellt.
So etwas ähnliches gibt es auch in Comicform bei xkcd – Ludmila hat darüber berichtet (und im Kommentarteil wird die Arbeit von Gott erwähnt, wie ich gerade sehe. Ist mir damals wohl nicht aufgefallen).
Auf der Homepage der Uni Princeton kann man sich jedenfalls die Karte herunterladen. So sieht sie aus (anklicken zum Vergrößern):
Wie gesagt – die Abstände auf der vertikalen Achse sind logarithmisch. Ansonsten wäre es auch kaum möglich, das ganze bekannte Universum vernünftig abzubilden. Die Winkel auf der horizontalen Achse geben die grobe Position am Himmel an.
Ein schönes Bild – und es war sicher viel Arbeit! Noch schöner wäre es allerdings, wenn – so wie auch Phil Plait von Bad Astronomy sich das wünscht – es eine Karte gäbe, auf der die einzelnen Objekte nicht als reine Datenpunkte sondern als echte Bilder (mit Links zu den jeweiligen Fotografien) dargestellt würden…
Ich kann die Karte irgendwie nicht vergrößern (und somit nicht anschauen), kann man da noch was machen?
@JV
Du kannst sie dir auf der Originalseite in verschiedenen Auflösungen ansehen/runterladen.
https://www.astro.princeton.edu/universe/
Die Karte ist cool, genau so was habe ich immer gesucht. Danke für den Link.
Die werde ich mal übersetzen und dann kann man das auch super für den Unterricht in der Schule einsetzen.
Gott benutzt ein seltsames Papierformat. Ist das genormt? 🙂
@ ali
„Gott“ nennt es logarithmisches Papier. 😉
@Astronomen hier
Was hat das mit der Darstellung der „grossen Wand“ auf sich?
@JV: Also ich kann die Karte problemlos öffnen…
@Thomas J.: Die Große Mauer ist ein Filament – das sind neben Voids die größten Strukturen im Universum. Filamente bestehen aus jeder Menge Galaxienhaufen. Hier und hier hab ich mehr darüber geschrieben.
@Florian
Meine Frage zielte auf die Darstellung auf diesem Poster… sieht aus wie Höhenlinien auf einer Karte. Was bedeutet das? Was soll damit gezeigt werden?
Alles nur geklaut.
Das Original ist hier: https://xkcd.com/482/
😉
@ Florian:
Ich konnte die Karte nicht scrollen. Aber ich bin Peter Steiners (Danke) Link gefolgt.
Jetzt habe ich mal eine vermutlich dumme Frage: Wie „lese“ ich diese Karte? Unten sind Stunden eingetragen – wie muss ich mir das vorstellen?
@ JV
Die Skala unten gibt die Rektaszension an, wenn ich mich nicht irre.
Die Rektaszension ist der Winkel entlang des Himmelsäquators gemessen und vergleichbar der geographischen Länge.
Danke. Aber was ist ein Himmelsäquator? 😉
@JV
Die Erde dreht sich in 24h um sich selbst, wenn du am Äquator stehst, siehst du in einem Tag das ganze Universum. (Als Analogie gemeint)
Der weisse „Trennbalken“ im oberen Teil des Poster kommt daher, dass die Milchstrasse diesen Teil „verdeckt“
ich hoffe, dass ich da keinen Quatsch erzähle…
@ JV
Der Himmelsäquator ist die Projektion des Erdäquators an den Himmel. Er trennt die nördliche von der südliche Himmelssphäre.
Das erinnert mich wieder an den Abschnitt über kosmologische Modelle im Gerthsen… letzter Satz: „Gott u. a. bemühen sich herauszufinden, welcher von diesen Fällen auf unsere Welt zutrifft.“ 🙂 (Abschnitt 15.4.6, S. 873 in der 18. Auflage)
Da mich das seit jeher verwirrt hat, ist hier vielleicht der richtige Platz, die Frage anzubringen:
Wie ist es möglich, eine „Distanz zur Erde“ anzugeben, wenn es dabei um Daten von Sternen, Galaxien etc. geht, deren Licht uralt ist? Rechnet man dabei Pi mal Daumen hoch (ausgehend von dem, was man über die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums weiß), wie weit das alles JETZT von uns entfernt ist?
Allgemeiner gefragt, wie werden all die Paradoxa, mit denen uns Einstein mit der Lichtgeschwindigkeit beglückt hat, in so einer Karte miteinberechnet? Wie kann man der kosmischen Hintergrundstrahlung eine „Entfernung“ zurechnen, wenn sie doch zu einem Zeitpunkt entstanden ist, als das Universum vermutlich weitaus kleiner war als die Distanz, aus der sie laut dieser Karte kommt?
Mit relativistisch überforderten Grüßen … – und in der Hoffnung auf vielleicht nicht auf den ersten Blick einleuchtende, aber doch irgendwie verständliche Antworten.
@Stargazer: „wie weit das alles JETZT von uns entfernt ist? „
Das „JETZT“ macht hier keinen Sinn. Das war ja das eigentliche Problem, über das Einstein damals auf die Relativitätstheorie gekommen ist: Wann sind zwei Ereignisse gleichzeitig? Und man stellt fest, dass es diese Gleichzeitigkeit nicht gibt – die hängt von der Bewegung ab. Wenn eine Entfernung von z.B. 345 Lichtjahren angegeben wird, dann heisst das eben, dass das Licht 345 LJ gebraucht hat.
@Stargazer
Bei relativ nahen Objekten kann man Paralaxmessungen machen. Da misst man den Winkel zum Messobjekt bei verschiedenen Erdpositionen. Da aber bei weit entfernten Sternen dieser Winkel zu 90 Grad wird, kann man diese Methode nur bedingt anwenden.
https://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph12/grundwissen/12entfernung/parallaxe.htm
Bei weit entfernteren Objekten macht man sich das Verhalten von veränderlichen Sternen zu nutzen. Diese verändern ihre Helligkeit sehr stark in Abhänglikeit ihrer Größe (z.B. die Cepheiden).
Man kann dann also auf Grund der Dauer ihrer Helligkeitsänderung auf ihre wahre Größe und Leuchtkraft schließen und dann mit der scheinbaren Leuchtkraft die man auf der Erde sieht vergleichen. Damit bekommt man eine gute Annäherung an die wahre Distanz.
Man geht davon aus, dass sich die Sonnen in anderen Galaxien genauso verhalten und kann dann in etwa die Distanz von anderen Galaxien abschätzen. Wobei hier die Distanzen mit Vorsicht zu genießen sind. Wenn man schreibt etwa 2 Milliarden Lichtjahre, dann heißt das +/- ein paar 100 Millionen 🙂
Die Relativitätstheorie spielt hier kaum eine Rolle, da sich die meisten großen Objekte im Raum nicht nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen und wie schon Florian gesagt hat ist die Distanz im Grunde nur die Laufzeit des Lichtes.
Tolle Karte, vielen Dank. Ich habe schon oft gehofft, dass sich jemand mal die Arbeit macht und so etwas erstellt.
Mich würde interessieren, wie lang (also hoch) die Karte wäre, wenn man sie linear skalieren (z.B. 10.000 km = 1 cm) würde. (Hm, kriege ich das selbst hin?)
…pause…
Zum Glück kann Google mit parsecs rechnen. Ich bekomme
3.08568025 × 10^24 meters (= Höhe der Karte!)
heraus. Huch, Google kann auch mit AUs rechnen. Das Ergebnis sind dann
2.06264806 × 10^13 AU (wenn ich nicht falsch rechne)
Shit, das ist groß. Ich glaube, diese Karte kann man sich dann leider auch nicht mehr vorstellen. Schade, ich hätte die Dimension gerne meinen Kindern erklärt.
Habe mich verrechnet, es sind „nur“
2.06264806 × 10^10 AU, glaube ich. na dann 🙂
In Wikipedia werden übrigens auch tiefschürfende religiöse Fragen geklärt:
„Gott is a Presbyterian who distinguishes physical from meta-physical questions by their teleology; he believes ([1]) that his writings are entirely scientific (not trespassing into the theology) because the motivation for the way things are (or might be) is never examined.“
;-))))))
@Stargazer: „wie weit das alles JETZT von uns entfernt ist?“
Gute Frage! 🙂 Da sprichst du wirklich ein Problem an, dem man auch in vielen populärwissenschaftlichen Artikeln oft begegnet…
In der Kosmologie gibt es mehrere verwendete Entfernungsmaße; ich versuche es mal kurz zusammen zu fassen:
* Das naheliegende ist, die Zeit zu nehmen, die das Licht zu uns gebraucht hat (diese Zeit erhält man rechnerisch z. B. aus der Rotverschiebung), und mit der Lichtgeschwindigkeit zu multiplizieren (sog. „light travel time distance“). Das wird in den meisten populärwissenschaftlichen Artikeln so gemacht – und ergibt eigentlich keinen Sinn. Die tatsächliche Entfernung ist nämlich größer, weil sich das Universum in der Zwischenzeit ja ausgedehnt hat!
* Die eigentlich Entfernung, die das Objekt JETZT von uns hat, kann man auch aus der Rotverschiebung berechnen. Dabei bedeutet „JETZT“: zur gleichen Zeit, gemessen im Schwerpunktsystem des Universums; da das Bezugssystem hier festgelegt wird, spielt die Relativität der Gleichzeitigkeit der Speziellen Relativitätstheorie keine Rolle.
* Statt dessen könnte man auch die Entfernung angeben, die das Objekt zu der Zeit, als das JETZT beobachtete Licht ausgesandt wurde, von uns hatte. Diese Entfernung erhält man übrigens einfach, indem man die eben genannte Entfernung durch eins plus die Rotverschiebung teilt.
* Dann gibt’s noch die für praktische Zwecke öfters verwendete „Helligkeits-Entfernung“ (luminosity distance); da rechnet man im Wesentlichen aus, wie weit das Objekt denn entfernt sein müsste, damit wir es genau mit der beobachteten („scheinbaren“) Helligkeit sehen. Um das berechnen zu können, braucht man natürlich erst mal die absolute Helligkeit; die kennt man für manche Objekte wie z. B. Cepheiden oder Supernovae Ia ganz gut.
* Außerdem gibt’s auch noch die sogenannte „Winkelgrößen-Entfernung“ (angular size distance“); diese gibt an, in welcher Entfernung das Objekt sein müsste, damit wir es genau mit der beobachten Winkelgröße sehen (z. B. sehen wir den Monddurchmesser unter einem Winkel von etwa 0,5 Grad). Dafür muss man aber die tatsächliche Größe des Objekts erst mal kennen, was auch nur in wenigen Spezialfällen funktioniert.
Alle diese Entfernungsmaße hängen rechnerisch miteinander zusammen; die Umrechnungen sind aber meist alles andere als einfach… am vernünftigsten ist es eigentlich immer, direkt die Rotverschiebung anzugeben statt irgendeine Entfernung – bei der dann oft nicht einmal dazu gesagt wird, welche der mehreren möglichen Bedeutungen gemeint ist!
Ausführlicher, aber halt auf englisch, erklärt es Ned Wright hier:
https://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmo_02.htm#MD
In der Karte ist als Distanz tatsächlich die „Distanz JETZT“ angegeben (Distanz 2 in Bjoerns Liste – in der Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker-Raumzeit des expandierenden Universums ist die Zeitachse und das „Jetzt“ eine sinnvoll definierte Größe; es ist halt eine spezielle Lösung der Einstein-Gleichungen, die per se ja noch keine besondere Zeitachse auszeichnen…).
Die Entfernung zum „Mikrowellenhintergrund“ ist also grob gesagt der Abstand, den heute ein Wasserstoffatom zu uns hat, das zuletzt ein hier und jetzt gemessenes Photon des Mikrowellenhintergrundes gestreut hat.
Diesen Abstand kann man natürlich nicht direkt messen – man rechnet ihn aus anhand der Hubble-Konstante und noch ein paar anderer Parameter, mit denen sich die Ausdehnung des Weltalls beschreiben lässt.
Ich find fürs Verständnis des ganzen die „Zwiebeldiagramm“ wie auf der Seite von Ned Wright oder Abbildung 1 von „Expanding Confusion“ (astro-ph/0310808) ganz hilfreich.
UFF – tausend Dank für die ausführlichen Erklärungen. Jetzt muß ich nur noch meinen Alltagsverstand mit den Paradoxa der Relativitätstheorie in Übereinstimmung bringen. 🙂