Kosmologische Rotverschiebung und die Frage nach der Dynamik des Universums.

von Maciej Zasada

Faktor zAbbildung 1.

Es wird hier unterschieden zwischen dem Heute – 13,8 Milliarden Jahre nach dem Urknall und dem Damals der Rekombinationsphase – 380.000 Jahre nach dem Urknall. Doch die Rotverschiebung der Rekombinationsphase wird, als Effekt, der beschleunigten Universumsexpansion zugeschrieben…

Anhand der Rotverschiebung mit dem z-Wert von 1100 wird also einerseits auf den Zeitpunkt der Lichtemission beobachteter Objekte (380.000 Jahre nach dem Urknall), wie auf ihre relative Position bezogen auf den heutigen Beobachter (13,2 Milliarden Lichtjahre in Richtung der Beobachtung), als auch auf die aktuelle Expansionsgeschwindigkeit des Universums geschlossen.

Wir betrachten die Rotverschiebung beobachteter Objekte als ein Indiz für ihre Entfernung vom Beobachter (Hubbles Konstante), als ein Indiz für das Alter ihres elektromagnetischen Signals (Hubbles Konstante mal konstante Lichtgeschwindigkeit c) und gleichzeitig für ein Wesensmerkmal des expandierenden Universums, welches nichts mit den beobachteten Objekten zu tun hat, außer dass es sich in der spektralen Rotverschiebung ihres Lichts manifestiert.
Wir stellen einerseits einen Bezug zwischen den beobachteten Objekten der Vergangenheit und der heute festgestellten Rotverschiebung ihres Lichtspektrums her, andererseits zwischen dieser Rotverschiebung und der Expansion des Universums als Ganzes.
Wenn dies zulässig ist, dann muss es auch legitim sein, einerseits den Bezugsverhältnis zwischen dem Wert z der Rotverschiebung und dem jeweiligen Alter der einzelnen Objekte, andererseits zwischen dem Wert z dieser Objekte und ihrem Alter bezogen auf den thermodynamischen Zeitpfeil des Universums herzustellen.
Mit anderen Worten: Es muss legitim sein, die Chronologie der Universumsdynamik zeitpfeilbezogen zu rekonstruieren.
„Zeitpfeilbezogen rekonstruieren“ bedeutet hier, dass die Objekte der Beobachtung samt ihrer jeweiligen Rotverschiebung entlang einer Zeitachse eingeordnet werden, welche von der Vergangenheit in die Gegenwart zeigt.
Es werden zuerst am weitesten entfernte, älteste Objekte mit einer deutlichsten Rotverschiebung eingeordnet. Diese werden gefolgt von näheren und jüngeren Objekten mit weniger ausgeprägtem Faktor der Rotverschiebung.
Wir erhalten ein dynamisches Bild des Universums, in dem die Rotverschiebung beobachteter Objekte mit der Zeit (mit dem fortschreitenden Alter des Universums) abnimmt (oder gegen diese Zeit zunimmt) – wie in der Abbildung 1 dargestellt.

Berücksichtigen wir den Umstand, dass die Rotverschiebung einzelner Objekte zunimmt, je weiter entfernt (je älter) sie sind, ergibt sich das Bild eines in die Vergangenheit expandierenden Universums.

Design 84Abbildung 2.

Das Universum expandiert von der Gegenwart aus in Richtung des Urknalls, wobei die Geschwindigkeit der Expansion mit wachsender Entfernung einzelner Objekte beschleunigt zunimmt (Abbildung 2.).

Berücksichtigen wir den Umstand, dass der kosmologische Zeitpfeil des Universums vom Urknall aus in Richtung der Gegenwart zeigt und ordnen wir die Chronologie der kosmischen Geschehnisse und Rotverschiebungseffekte diesem Zeitpfeil an, so ergibt sich das Bild eines in die Gegenwart kontrahierenden Universums (eine zeitverkehrte Expansion ergibt zeitkonform eine Kontraktion), wobei die Geschwindigkeit der Kontraktion mit der abnehmenden Entfernung einzelner Objekte vom Beobachter abnimmt – wie der Wert des Rotverschiebungsfaktors (Abbildung 3.).

Design 85

Abbildung 3.

Unterschied zwischen den beiden Modellen besteht u.a. darin, dass die dunkle Energie, welche im Modell des expandierenden Universums postuliert werden muss, um die stets beschleunigende Expansion des Universums zu erklären, im Modell des kontrahierenden Universums nicht notwendig ist. In diesem Modell wird die dynamische Veränderung des Universums als ein Urknalleffekt gedeutet (Energiewert und Dynamikrichtung des Urknalls entsprechen dem Wert und der Wirkungsrichtung der hypothetischen „Dunklen Energie“).
Alles wird einfacher.
Alles wird gut.