Kosmologische Rotverschiebung

[Timm]

Hallo Eugen,

das Buch von Kanitschneider kenne ich nicht, habe aber nochmal in "Cosmological Physics" von John A. Peacock nachgeschaut. In Bezug auf Deine Frage fand ich auch dort nichts erhellendes. Diese Werk ist für mich allerdings schwer lesbar.

Die Ursache von Rotverschiebung ist eben durch ihre Messung allein nicht zugänglich, erst der entsprechende Kontext, führt zu Expansion, Geschwindigkeit oder Gravitation. Es wäre natürlich schön, wenn solch ein gemeinsames Phänomen auf fundamentaler Ebene vereinheitlicht wäre, wie man es sich beim Phänomen Universum mit dessen Naturkräften erhofft (die Gravitation fehlt noch).

Gruß, Timm

[me-$-on]

Zitat von SCR

Hallo me-$-on,

Man sollte nie voreilige Schlüsse ziehen ...

... die auf ungesicherter Basis beruhen: Schau z.B. einmal hier.

Anmerkung: Rotverschiebung hier aber hervorgerufen durch die Rotation einer Galaxie: Die Bereiche/Arme, die sich auf uns zubewegen, sind im Vergleich zu denen, die sich von uns wegbewegen, blauverschoben.

Das ist ja das Problem.

Die Arme sind nicht das, was ichi messen will.

Ich will tatsächlich wissen, ob sich auch der Raum, den ein "Halo" einnimmt, ausdehnt.

[SCR]

Hallo me-$-on,
hast Du in die von mir verlinkte Unterlage etwas tiefer reingesehen?
Da gibt es ein Kapitel "Mögliche Fehlerquellen" (oder so ähnlich) - Und wie man mit diesen umgeht.

[Bauhof]

Zitat von me-$-on

... ich möchte gerne erklärt haben, wie es denn möglich ist, bei einer so lange andauernden Expansion, die sogar inflationär verlaufen sein soll, wie es denn dann möglich sein kann, dass sich Andromeda auf die Milchstrasse zubewegt. Alleine die Gravitation der beiden Galaxien soll eine derartige Anziehungsgeschwindigkeit bewirken, dass die darin resultiert, stärker zu sein, als die Expansion? Das ist zwar vorstellbar, aber irgendwie für mich nicht wahrscheinlich.

Hallo me-$-on,

dass sich die nahegelegene Andromeda-Galaxis auf uns zu bewegt, ist eine Tatsache. Diese Bewegung ist durch die Gravitation gegeben. Auf kleinen Skalen überdecken die gravitativen Pekuliarbewegungen die Universum-Expansion. Deshalb kann eine nahegelegene Galaxie eine Blauverschiebung haben, weil die Pekuliargeschwindigkeit größer ist als die Expansionsrate zwischen dieser Galaxie und unserer Galaxie. Die Astrophysiker John D. Barrow und Joseph Silk schreiben dazu auf Seite 44 ihres Buches [1] folgendes:

Die Fluchtgeschwindigkeit des Virgohaufens ist durch seine Rotverschiebung bekannt, sie liegt bei 1000 km/s. Eine neue Technik zur Ermittlung von Geschwindigkeiten der Galaxien relativ zur kosmischen Expansion, den sogenannten Pekuliargeschwindigkeiten, führte zu der Erkenntnis, dass der Virgohaufen auch eine wesentliche Pekuliargeschwindigkeitskomponente besitzt. Mit einer Pekuliargeschwindigkeit von etwa 400 km/s bewegt er sich auf den "Großen Attraktor" zu. Dieser Galaxienhaufen ist viermal weiter in Richtung Centaurus entfernt.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] John D. Barrow und Joseph Silk
Die linke Hand der Schöpfung. Der Ursprung des Universums.
Heidelberg 1995. ISBN=3-86025-355-7
http://www.amazon.de/linke-Hand-Sch%...214911&sr=11-1

[me-$-on]

Vielen Dank.

Eine kompetente Antwort.

Die Gravitation also kann tatsächlich die Expansionsgeschwindigkeit überholen... ok, das aber ist also nur bei sehr nahen Galaxien der Fall?

[Marco Polo]

Zitat von me-$-on

Die Gravitation also kann tatsächlich die Expansionsgeschwindigkeit überholen... ok, das aber ist also nur bei sehr nahen Galaxien der Fall?

Ja, so ist es. Ist die Pekuliargeschwindigkeit größer als die Expansionsrate, dann stellen wir eine Blauverschiebung fest.

Das wird natürlich nur in unserer "lokalen Gruppe", also bei nahen Galaxien beobachtet.

Sind die Galaxien weiter weg, dann überwiegt die Expansionsgeschwindigkeit und zwar einerseits wegen der dann schwächeren gravitativen Wechselwirkung und andererseits, weil sich dann mehr Raum zwischen den Galaxien befindet, der sich ausbreiten kann.

Gruss, Marco Polo

[Marco Polo]

Zitat von Bauhof

Kann man hier im Forum griechische Buchstaben und anderes (z.B. Exponenten, Indizes) einbringen?

Hi Eugen,

schau mal hier:

http://de.selfhtml.org/html/referenz/zeichen.htm

Wenn du den Unicode in HTML eingibst, dann kannst du zumindest diverse Sonderzeichen einfügen. Die werden aber erst in der Vorschaufunktion sichtbar.
Bei manchen Zeichen funktioniert das aber nicht. Weiss leider nicht warum. Viele Zeichen erscheinen dann auch leider nur superklein. *die Lupe such*

Da hilft es dann, diese zu markieren und die Schriftgrösse entsprechend anzupassen.

Tiefgestellte Indizes kann man auch recht einfach verwirklichen indem man die Schriftgrössefunktion einsetzt.

So wird z.B. aus ßx ganz schnell ßx indem man das x markiert und die Schriftgrösse 1 wählt.

Gruss, Marco Polo

[JoAx]

Hallo Bauhof,

ausser dem, was Marco Polo geschrieben hat, wirde ich die Zeichentabelle empfehlen, mit der Schrift - 'Lucida Sans Unicode' - ist die umfangreichste. Wenn du dort noch in der erweiteren Ansicht 'Unicode-Unterbereich' wählst, kanst du bequem die richtigen Zeichengruppen auswählen.


Gruss, Johann

[Bauhof]

Zitat von me-$-on

... eigentlich dehnt sich der Raum ja auch nicht in einer Galaxie aus, oder hat man je beobachtet, dass ein Stern am Ende ( wenn wir von schräg vorne auf eine Galaxie schauen ) einer Galaxie eine höhere Rotverschiebung aufweist als ein Stern, der quasi vorne ist? Das müsste doch mal untersucht werden.

Hallo me-$-on,

das ist bereits von den Astrophysikern untersucht worden.
Der Raum dehnt sich überall aus, auch innerhalb der Galaxien. Aber die gegenseitige Anziehungskraft der Sterne und das Schwarze Loch im Galaxien-Zentrum hält die Massen der Galaxie zusammen. Gleiches gilt für die Kernkräfte innerhalb der Atome. Die Atome werden durch die Expansion auch nicht größer.

Deshalb ist keine kosmologische Rotverschiebung innerhalb einer Galaxie beobachtbar. Es sind allenfalls Rot- oder Blauverschiebungen aufgrund der Pekuliarbewegungen beobachtbar. Und die werden mit Hilfe des relativistischen Dopplereffekts gemessen.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[Bauhof]

Zitat von Timm

Die Ursache von Rotverschiebung ist eben durch ihre Messung allein nicht zugänglich, erst der entsprechende Kontext, führt zu Expansion, Geschwindigkeit oder Gravitation.

Hallo Timm,

ganz so hoffnungslos ist die Sache nicht. Bei einer Rotverschiebung von z=1,5 müssten sich die Objekte bereits mit Lichtgeschwindigkeit von uns fortbewegen, falls die Expansion ein Geschwindigkeitseffekt sein sollte. Aber es wurden bereits rund 1000 Galaxien beobachtet, bei denen ein z>1,5 gemessen wurde. Würde der Raum nicht expandieren, sondern die Galaxien würden "fliehen", dann müsste das bei weit entfernten Galaxien mit einer Geschwindigkeit vonstatten gehen, die größer als die Lichtgeschwindigkeit ist. Nachdem dies nicht möglich ist, darf rückgeschlossen werden, dass die Galaxien sich nicht bewegen, sondern dass sich der Raum dazwischen vermehrt.

Charles H. Lineweaver und Tamara M. Davis schreiben dazu in [1] folgendes:

Gemäß normalem Doppler-Effekt strebt die Rotverschiebung von Himmelskörpern umso stärker gegen unendlich, je weiter sich deren Geschwindigkeit im Raum der Lichtgeschwindigkeit nähert. Die Wellenlängen sind schließlich so weit rotverschoben, dass sie nicht länger beobachtbar sind. Wäre das für Galaxien die richtige Beschreibung, so müssten die fernsten, gerade noch sichtbaren Objekte am Himmel eine Fluchtgeschwindigkeit von knapp unterhalb der Lichtgeschwindigkeit haben.

Doch die Formel für die kosmologische Rotverschiebung liefert ein anderes Resultat: Im gegenwärtigen Standardmodell der Kosmologie ist die Fluchtgeschwindigkeit der Galaxien bereits bei einer Rotverschiebung von 1,5 - wenn also Wellenlängen der Strahlung 50 Prozent länger sind als im Labor - gleich der Lichtgeschwindigkeit. Die Astronomen haben inzwischen rund tausend Galaxien mit Rotverschiebungen größer als 1,5 beobachtet.

Das heißt: Für mindestens tausend Objekte ist die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit. Umgekehrt gilt, dass auch wir uns von diesen Galaxien mit Überlichtgeschwindigkeit entfernen. Die Strahlung des Mikrowellenhintergrunds hat eine noch längere Reise hinter sich und weist eine Rotverschiebung von 1000 auf.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Charles H. Lineweaver und Tamara M. Davis
Der Urknall - Mythos und Wahrheit.
Aufsatz in:
Spektrum der Wissenschaft, Mai 2005, Seite 38-47.
http://www.spektrum.de/artikel/837892