Mysteriöse Strahlung erfüllt das All

Habe diesen Artikel gefunden und wollte den hier einmal einstellen:
Mysteriöse Strahlung erfüllt das All
Eventuell wird ja astronews.com einen besseren Artiekl veröffentlichen.
Dann sollte man die Diskussion dort weiter führen.

Ist es ein letztes Zeichen der frühen Sterne im Universum? Sie waren deutlich massereicher als unsere Sonne - und beendeten ihre Existenz schon eine Milliarde Jahre nach dem Urknall. Von ihnen, so eine Interpretation, blieb nichts übrig außer schwarzen Löchern und einer Zahl von geladenen Partikeln, die nun Radiostrahlung produzierten.

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Das ist eine recht einfache Erklährung, die natürlich noch ferrifiziert werden muss.
Man kann die Strahlung aber auch als die Hintergrundstrahlung eines älteren Urknalles vor dem bekannten Urknall deuten. (*nichternstgemeint*)

Ursprungsmeldung: http://arxiv.org/abs/0901.0559

Gruß
FS

Was kann es noch sein? Aurora polaris (atome senden die gefangene Energie aufgrund eines ungeklärten naturgesetzes mit hoher energie zurück)? Lebewesen, die uns seit 2000 Jahren Daten schicken und wir checkens nicht/ die checkens nicht dass wir es nicht checken -> kein intelligentes Leben (eher unwahrscheinlich)

Urknall, Sonnen +könnte alles sein...
Glaubt ihr, irgendwann wird man es erfahren??

Polarlichter strahlen im sichtbaren Bereich der elektromagnetischen Strahlung (400 bis 800 nm). Hier aber will man eine Hintergrundstrahlung im 10 cm-Bereich detektiert haben - Radiowellen eben.

Orbit schrieb:

Polarlichter strahlen im sichtbaren Bereich der elektromagnetischen Strahlung (400 bis 800 nm). Hier aber will man eine Hintergrundstrahlung im 10 cm-Bereich detektiert haben - Radiowellen eben.

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So ist es!

Ich habe noch eine sehr ungewöhnliche Erklärung gefunden:
Es könnte sich um den Rest eines Urknalles handeln, der lange vor dem bekannten Urknall geschehen ist, und schon bis zur Radiostrahlung abgekühlt ist.

Grüße
FS

Hallo,

ich habe bei einem (öffentlichen) Vortrag in Bochum zur Galaxienentwicklung bemerkt, daß ich bisher eine falsche Vorstellung davon hatte, wann das Universum durchsichtig wurde und was sich da genau abspielte. (Typisches Problem von Quereinsteigern )

Nicht ionisiertes Gas ist undurchsichtig und ionisiertes ist durchsichtig(er?).

Dabei spielt es eine Rolle, welche Energie die Photonen haben, die das Gas passieren wollen. Wenn sie weniger Energie haben als nötig ist um bei den Gasmolekülen eine Anregung oder Ionisation auszulösen, ‚dürfen‘ sie passieren.

Auf die Kosmologie bezogen bedeutet das aber, daß das heiße Gas, noch vor der Ära der Rekombination durchsichtig war und erst in der Phase des Dark Ages undurchsichtig (für Photonen mit höherer Energie) wurde. Die Hintergrundstrahlung konnte also noch hindurch, nur (das zu dieser Zeit noch nicht vorhandenes) Sternenlicht hätte nicht passieren können. Mit der Entstehung der ersten Sterne wurde das Gas aber erneut reionisiert und damit durchsichtig, auch für höherenergetische Photonen.

Als ich das soweit für mich klar hatte, fiel mir diese Meldung hier wieder ein und mir kam der Gedanke, daß es vielleicht sowas wie das ‚Echo‘ der bisher nur postulierten komischen Inflationsphase sein könnte. Durch die inflationäre Expansion verschiebt sich die Wellenlänge der bis dahin existierenden Strahlung so weit ins Rote, daß sie deutlich länger ist, als die später entstehenden Photonen im Materie-Energiebrei des frühen Kosmos, die ja die spätere Quelle der Hintergrundstrahlung sind.

War nur so eine (noch nicht gründlich durchdachte) Idee.

Herzliche Grüße

MAC

Hallo mac,

mac schrieb:

War nur so eine (noch nicht gründlich durchdachte) Idee.

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Deine Erklärung hört sich recht schlüssig an, zumal die "Durchsichtigkeit" dabei berücksichtigt wird, die ich bei meiner (ebenso nicht durchdachten) Idee nicht mal überschauen kann. (Ich gehe bei meiner Idee von der Durchsichtigkeit das (damaligen) lokalen Universums für Radiostrahlung aus.)

Gruß
FS

Da hast du einen Wurm drin. Ein Plasma ist ziemlich undurchsichtig, weil die freien Ladungen Photonen jedweder Wellenlänge absorbieren können. Weil sie entsprechend auch beliebig emittieren können (das geht Hand in Hand), sind Flammen auch hell.
Erst wenn die Elektronen eingefangen sind, benötigen die Photonen eine Mindestenergie, um absorbiert werden zu können. Für alle Energien darunter ist dann das Universum durchsichtig.
Nach der Reionisation ist wieder undurchsichtiges (und damit sichtbares) Gas vorhanden, allerdings i.A. recht dünn.

Meine Stirn, welche sich nach macs Beitrag bedenklich gerunzelt hat, ist dank Ich nun wieder glatt (so gut sie das noch sein kann).

Hallo Ich,

erst mal danke für die Erklärung.

Ich schrieb:

Da hast du einen Wurm drin.

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das habe ich schon befürchtet, denn sonst wären ich garantiert nicht als Erster drauf gekommen.

Da war die Erklärung des Vortragenden wohl doch etwas zu einfach. (Fast wörtlich: Das Universum war im dark Age nicht nur dunkel, weil es keine Sterne gab, sondern weil das Gas nicht ionisiert war. Erst durch das Licht der ersten Sterne wurde das Gas erneut ionisiert und damit durchsichtig)

So allgemein formuliert, provozierte das für mich natürlich die Frage: Wieso sehen wir dann die Hintergrundstrahlung? Antwort: Für niedrige Energien war’s durchsichtig. (Das hatte er nur als Nebenbemerkung vor sich hin gemurmelt). Und mir fiel wieder ein, daß man Mindestenergien für die Anregung von Wasserstoff und Helium braucht. Und meine eigentliche Frage wieso man bei einem undurchsichtigen Universum die Hintergrundstrahlung sehen kann, war für mich geklärt. Die weiteren Konsequenzen sind mir erst später eingefallen.


Deine Erklärung erscheint mir zwar im Mikrokosmos plausibel, auch wenn mir bisher nicht klar war, daß freie Elektronen und Protonen beliebig Photonen absorbieren können, kosmologisch stehst Du damit aber zumindest qualitativ im Widerspruch zu dem was ich da in Bochum von PD Dr. Dominik Bomans (Astronomie, RUB) über die Durchsichtigkeit zu hören bekam, was mir ebenso einleuchtete, da ich den Prozess der Lichtabsorption auf Anregung und Ionisation beschränkt ansah und das Universum durchsichtig ist.

Wenn es nur von der Dichte abhängt, dann kann es keine eigentliche Grenze geben zwischen undurchsichtig und durchsichtig. Er hat es aber ganz explizit so erklärt, daß das Universum erst wieder durchsichtig wurde, nachdem das neutrale Gas soweit durch das Licht der gebildeten Sterne (re)ionisiert war, daß sich diese Ionisationsblasen komplett überlappten. Daraus habe ich natürlich im Umkehrschluß messerscharf geschlossen, daß es dann auch in der ersten Ionisationsphase durchsichtig gewesen sein muß, nur daß man da, mangels Kontrasten nichts als Nebel ‚sieht‘.

Deine und seine Erklärung zusammenzubringen, gelingt mir noch nicht. Du sagst: Ionisiertes Gas ist undurchsichtig, er sagt: es ist erst durchsichtig, wenn es ionisiert ist. Dazu zeigte er eine Graphik, die dieser: http://www.mpifr-bonn.mpg.de/public... Epoche der Reionisation-Dateien/image002.gif praktisch entsprach und in der die Reionisation bei z=7 als abgeschlossen bezeichnet wird und genau auf diese Grenz zeigte er und sagte ab hier war’s (zu unserer Freude) komplett durchsichtig.

Wenn dieses interstellare und intergalaktische Medium spätestens seit z=7 weitgehend ionisiert und damit auch für Sternenlicht durchsichtig ist, dann darf es aber weder vorher noch nachher in einem Zustand sein, in dem es beliebig kleine Photonenenergien absorbiert, denn sonst wäre es für die Hintergrundstrahlung wieder undurchsichtig.

Diesen Knoten:

Ich schrieb:

Also (freie) Elektronen und Protonen können beliebige Photonenenergien absorbieren.

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und sichtbare Hintergrundstrahlung trotz Reionisation kriege ich mit meinem Halbwissen noch nicht gelöst.



Herzliche Grüße

MAC

Diesen Knoten:

Also (freie) Elektronen und Protonen können beliebige Photonenenergien absorbieren.

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und sichtbare Hintergrundstrahlung trotz Reionisation kriege ich mit meinem Halbwissen noch nicht gelöst.

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Ich will mich da jetzt nicht quantitativ verspekulieren, aber das intergalaktische Gas ist ja doch eher dünn und behindert entsprechend die Hintergrundstrahlung nicht sonderlich. Vielleicht findet man dazu was in Fachpublikationen.
Ich bleibe aber dabei, dass Plasma wesentlich undurchsichtiger ist als neutrales Gas. Freie Elektronen können, anders als gebundene, beliebige Energiemengen aufnehmen.

Hallo Ich,

danke nochmal für's 'auf den Teppich holen' Die Sache ist doch erheblich komplizierter, als mich die sehr vereinfachte Darstellung zunächst glauben machte.

Siehe z.B. http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/238303.html

Da werde ich wohl um sorgfältigeres Suchen nicht herum kommen.

Herzliche Grüße

MAC

PS @fspapst. Tut mir leid, aber unsere Ideen bleiben wohl doch beide im Dunkel der Vergangenheit stecken.

Ich bleibe aber dabei, dass Plasma wesentlich undurchsichtiger ist als neutrales Gas. Freie Elektronen können, anders als gebundene, beliebige Energiemengen aufnehmen.

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Ich denke, daran gibt es nichts zu rütteln, und deshalb muss es sich hier

(Fast wörtlich: Das Universum war im dark Age nicht nur dunkel, weil es keine Sterne gab, sondern weil das Gas nicht ionisiert war. Erst durch das Licht der ersten Sterne wurde das Gas erneut ionisiert und damit durchsichtig)

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um ein Missverständnis handeln. Könnte es nicht sein, dass der Referent gar nicht von Durchsichtigkeit gesprochen hat, sondern von Helligkeit. Oder anders gesagt: Müsste es in Deinem Zitat, mac, am Schluss anstatt ' durchsichtig' nicht 'sichtbar' heissen?

Dazu vielleicht dieses Zitat auf der Plasma-Seite bei Wiki:

Charakteristisch für Plasmen ist ihr typisches Leuchten, das durch Strahlungsemission angeregter Gasatome, Ionen oder Moleküle verursacht wird. Ausnahmen sind Plasmen, die sehr kalt sind (wie oft im Weltraum) oder die so heiß sind, dass die Atome vollständig ionisiert sind (wie im Zentrum von Sternen).
...
Ein Teil des „leeren“ Raums zwischen den Himmelskörpern befindet sich im Plasmazustand; außerdem die Sonne und andere Sterne.

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mac schrieb:

Tut mir leid, aber unsere Ideen bleiben wohl doch beide im Dunkel der Vergangenheit stecken.

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So ist das mit den schnellen Ideen, die man unkontrolliert her ausposaunt!
Das sollte uns aber nicht schrecken, weiter Unsinn zu verbreiten, der dann vom Fachpersonal korrigiert wird.

Gruß (*lachendundweinend*)
FS

Hallo Ich,

jetzt bin ich nach längerem interessantem Suchen, die halbe Nacht lang, endlich fündig geworden. Ich war (wie immer) nicht der erste, dem das ‚Problem‘ aufgefallen war.


Herr Bomans hatte in seinem Vortrag exakt diese Graphik: http://www.astro.caltech.edu/~george/reion/reionexplbig.jpg
Verwendet, und sie auch so beschrieben, wie sie beschriftet ist. (Dark Ages Neutral and opaque./ Reionization complete, the Universe becomes transparent again).

Hier http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/041029a.html
findet sich auch eine Erklärung, die zwar auch auf diese Graphik referenziert, aber den Hergang doch etwa so erklärt, wie Du es mir schon beschrieben hattest.

Wenn ich diese Erklärung als Basis nehme, dann ist aber die Beschreibung, daß das heiße Plasma nach dem Urknall bis zum Beginn der Dark Ages undurchsichtig war, etwas vereinfacht. Es war eher wie dichter Nebel, dessen Lichtschwächung ebenso proportional zur Säulenmasse gewesen ist, wie nach den Dark Ages; es sei denn, diese Extinktionsfähigkeit ionisierten Wasserstoffes steigt nicht proportional zur Säulenmasse (dazu habe ich allerdings bisher noch keinen Hinweis gefunden), oder die Verwendung des Begriffes

als im Prinzip das ganze Universum ionisiert war

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aus: http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_r03.html#rekom ist anders gemeint, als ich es wörtlich nehme.

Der Widerspruch der sich in der Graphik-Bezeichnung ‚opaque‘ für die Dark Ages mit der Beschreibung aus ‚Ask an Astrophysicist‘ und auch anderen Quellen z.B.
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_r03.html#rekom

In der Kosmologie kennzeichnet die Rekombinationsära eine Epoche nach der primordialen Nukleosynthese. Die Rekombination ist gerade derjenige Moment, als die zuvor im Universum entstandenen Ladungen (Elektronen, Protonen, Atomkerne) sich zu Atomen verbanden. Infolge dieser Bindung änderten sich plötzlich die Transparenzeigenschaften des Universums: Die Photonen wurden nicht mehr an den freien Elektronen (und Protonen) gestreut (Thomson-Streuung) und konnten ungestört das frühe Universum passieren.

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ergibt, scheint mir mit dem Verhalten der Lyman-a – Linie auflösbar, was dann allerdings eine recht grobe Vereinfachung bei dieser Graphik und auch den Beschreibungen nicht nur von Herrn Bomans wäre.

Doch für ultraviolettes Licht blieb das Universum undurchsichtig, weil die sich neu gebildeten Wasserstoffatome dieses Licht absorbierten. Astronomen nennen die Zeit nach der Plasma-Epoche deshalb das "Kosmische Dunkle Zeitalter".

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aus: http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/238303.html


Aber immerhin habe ich durch diese Konfusion einiges Neues gelernt.


Herzliche Grüße

MAC

Jetzt hab ich's auch: Erst undurchsichtig, weil Plasma und dicht. Dann für niedrige Energie durchsichtig, weil neutral. Dann für alles durchsichtig, weil nicht dicht und nicht neutral.
Das heißt, dass neutraler Wasserstoff - wenn er denn überhaupt absorbiert, also nur im UV - das deutlich stärker tut als Plasma. War mir auch nicht so bekannt.

Hallo Ich,

Ich schrieb:

Jetzt hab ich's auch: Erst undurchsichtig, weil Plasma und dicht. ...

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Ja, so hab' ichs auch verstanden.

Herzliche Grüße

MAC

Mir lässt eine Überlegung keine rechte Ruhe, obwohl es einfach nur eine lustige Crankidee ist:
Man kann die Strahlung um die es hier geht auch als die Hintergrundstrahlung eines älteren Urknalls vor dem bekannten Urknall deuten.

Nun müsste ja diese Strahlung nicht durch das undurchdringliche Universum, um bis zu uns zu gelangen, da diese Strahlung sich entweder Räumlich oder Zeitlich *) an dieser Undurchdringlichkeit vorbei mogeln würde.

Ich schrieb:

...Erst undurchsichtig, weil Plasma und dicht. Dann für niedrige Energie durchsichtig, weil neutral. Dann für alles durchsichtig, weil nicht dicht und nicht neutral.

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*) Die Strahlung dringt erst nach der Phase der Undurchdringbarkeit in den Raum ein, der nun vom neuem Urknall beherrscht wird.

Ist so was theoretisch (ohne gegen bestehende Beobachtung zu verstoßen) möglich?
Gruß
FS

Hallo fspapst,

das wäre ein anderes Universum als wir es beobachten. Wir 'sehen' den Mikrowellenhintergrund. Gleichförmig rund herum. Bei z=1100.

Um etwas zu sehen, was von weiter weg kommt, muß es länger unterwegs gewesen sein und damit war es außerhalb des heutigen Horizontes von z=1100 und muß diesen 'passiert' haben. Da der aber nach 'kurzer' Strecke undurchsichtig wird, können ihn keine elektromagnetischen Wellen durchdrungen haben.

Erst Gravitationswellen oder vielleicht auch Neutrinos (beide so schwierig abzubilden, daß wir's noch nicht wirklich können) können von (etwas) weiter weg gekommen sein und noch kommen.

Ich dachte im Laufe meiner Recherchen erst an die Strahlung der Heliumrekombination, weil die schon bei z= ca. 2^(1/3)*1100 abgeschlossen gewesen sein müßte, aber die müßte dann auch kürzer sein, als die des Wasserstoffs, weil die Dichte, (also auch die Temperatur) mit z^3 abnimmt, während die Wellenlänge der 'fliegenden' Photonen nur mit z abnimmt. Und wenn man die nicht als (wärmeren) Temperatursprung in der Hintergrundstrahlung sieht, dann war dieses Plasma nicht ausreichend transparent, um in der Zeit von z=1390 bis z=1100 noch einen, über die Temperaturverteilung hinaus, meßbaren Anteil dieser Energie durchzulassen. Um so weniger Aussicht besteht damit auch noch irgend etwas elektromagnetisches aus noch älterer Zeit zu empfangen.

Herzliche Grüße

MAC

mac schrieb:

Um etwas zu sehen, was von weiter weg kommt, muß es länger unterwegs gewesen sein und damit war es außerhalb des heutigen Horizontes von z=1100 und muß diesen 'passiert' haben. Da der aber nach 'kurzer' Strecke undurchsichtig wird, können ihn keine elektromagnetischen Wellen durchdrungen haben.

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Hallo MAC, danke für deine genaue Ausführung.
Wenn ein Urknall vor dem Urknall gewesen ist, dann gilt nicht mehr die Beschränkung der maximaln Laufzeit von 13,7Mrd Jahren (z=1100), denn der alte Urknall könnte ja deutlich älter sein und somit diesen Laufzeit-Horizont umgehen (z=50.000?). Ich weiß dass das hoch spekulative ist.
Ab welcher hypothetischen Entfernung wird Licht jeder Wellenlänge zu 0Hz gestreckt?

Gruß
FS

Hallo fspapst,

fspapst schrieb:

Wenn ein Urknall vor dem Urknall gewesen ist, dann gilt nicht mehr die Beschränkung der maximaln Laufzeit von 13,7Mrd Jahren (z=1100), denn der alte Urknall könnte ja deutlich älter sein und somit diesen Laufzeit-Horizont umgehen (z=50.000?). Ich weiß dass das hoch spekulative ist.

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das ist nicht hoch spekulativ, sondern grundsätzlich falsch.

Wir, das heißt die Protonen aus denen wir bestehen, waren vor 13,7E9 Jahren Teil dieses heißen Plasmas, es war um 'uns' herum, überall. Dort, wo wir es heute sehen, als Quelle der Hintergrundstrahlung, ist es heute noch genau so wenig vorhanden, wie hier bei uns. Wären wir jetzt dort, dann würden wir diese Plasmawand ebenso an der Stelle sehen, an der unsere Erde heute ist.

Alles was vorher, vor dem Urknall existierte, wenn es überhaupt existierte, ist ohne elektromagnetische Verbindung zu unserem Universum.

Da der Raum sich beschleunigt ausdehnt, ist es auch nicht möglich, daß irgend etwas von 'Außerhalb' zu uns gelangen kann, falls Du Dir sowas wie einen 'lokalen' Urknall vorstellst. Erst wenn Du etwas besseres findest, als die Expansion und damit trotzdem alles erklären kannst was wir 'sehen', dann könntest Du eine Möglichkeit für ein anderes Universum auftun, ohne damit aber zwangsläufig die Möglichkeit zu eröffnen, daß wir dann etwas von 'Außen' sehen könnten.

Mit den Konsequenzen der derzeit zur Verfügung stehenden Meßergebnisse wird das was wir im Universum noch sehen können immer weniger, während der sichtbare Raum immer größer wird.

Herzliche Grüße

MAC