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THEMA: Hubble-Diagramm

Hubble-Diagramm 26 Jun 2017 22:51 #16210

Guten Abend :)

bzgl. des Hubble-Diagramms habe ich gerade ein Verständnisproblem, das ich gerne mit euch teilen möchte. Um das Problem zu erläutern, würde ich zunächst folgende Frage stellen:

Ein Objekt war „vor zwei Jahren“ exakt „zwei Lichtjahre“ entfernt von der Erde. Das Objekt bewegte sich „bis vor einem Jahr“ mit der Geschwindigkeit V relativ von der Erde weg. „Seit einem Jahr“ bewegt sich das Objekt allerdings zurück in Richtung der Erde mit derselben Geschwindigkeit V, sodass es heute wieder exakt „zwei Lichtjahren“ von der Erde entfernt ist. Wenn ich das Objekt heute von der Erde beobachte, ist sein Licht:
A. in Rot
B. in blau
C. nicht
verschoben?


Besten Dank im Voraus
Kaveh :)

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Hubble-Diagramm 27 Jun 2017 06:56 #16211

Dann hat das Objekt bis vor einem Jahr rotverschobene Photonen ausgesandt und seitdem blauverschobene. Dann musst Du dir nur noch überlegen, wann diese Photonen bei uns ankommen.

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Hubble-Diagramm 27 Jun 2017 11:41 #16218

Hallo Kaveh,

Im von dir beschriebenen Szenario gibt es den klassischen Dopplereffekt.
Die Signalquelle bewegt sich zum Zeitpunkt der Abstrahlung relativ zum Empfänger.

In der Kosmologie sind die Verhältnisse ein wenig komplexer.
(Was jetzt folgt ist meine Sichtweise die eine Verbindung zwischen zwei scheinbar gegensätzlichen Sichtweisen herstellen soll)

Die kosmologische Rotverschiebung setzt sich zusammen aus
a) einem Dopplereffekt aufgrund der Fluchtgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Ausstrahlung (Das Universum expandiert ja bereits).
und b) einem Dopplereffekt den das Signal auf seinem Weg zum Ziel kontinuierlich erfährt (das Universum expandiert ja weiter).

a) liesse sich noch mit der relativistischen Dopplerformel ausrechnen, für b) geht das nicht mehr so ohne weiteres. Da kommt nichts sinnvolles heraus bzw. ist eigentlich viel zu umständlich will man das mathematisch richtig machen.

Statt die Expansion als Bewegung zu betrachten führt man eine Skalierung ein. Abstände skalieren im Verlauf der Zeit entsprechend der Hubbleexpansion. Der Faktor gilt dann in gleicher Weise für Abstände zwischen Galaxien wie für für Abstände zwischen zwei Maxima einer Lichtwelle oder dem zeitlichen Verlauf der Leuchtkraftkurve einer Supernova.

Nimmt man den Skalenfaktor der sich jeweils für die Zeitpunkte Emmission und Absorption ergibt erhält man verblüffend einfache Formeln für die kosmologische Rotverschiebung.
siehe Wikipedia: Rotverschiebung Abschnitt "Relativistische Herleitung"

assume good faith

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Letzte Änderung: von Merilix. Begründung: Grammatik (Notfallmeldung) an den Administrator

Hubble-Diagramm 27 Jun 2017 18:40 #16272

Danke für die Erläuterungen (an ClausS und Merilix) :)

Beim beschriebenen, gedachten Fall würde ich erstmal Einfachheit halber davon ausgehen, dass das Universum nicht expandiert. Wenn ich das Objekt heute beobachte, ist sein Licht in Rot verschoben (weil das Licht vor zwei Jahren ausgesandt wurde).
Nach Logik vom Hubble-Diagramm sollte man daraus schlussfolgern, dass die Entfernung zwischen der Erde und dem Objekt zugenommen hat. Das tut sie aber in dem beschriebenen Fall nicht, weil sich die Bewegungsrichtung des Objekts in der Zwischenzeit geändert hat.

Meines Erachtens macht man denselben Fehler, wenn man aus der Hubble-Konstante schlussfolgert, dass das Universum „zurzeit“ expandiert. Eigentlich wäre die Richtige Schlussfolgerung, dass das Universum „in der Vergangenheit“ expandiert hat. Und je ferner die Objekte von der Erde sind, desto mehr bezieht sich die Aussage, die man anhand von Beobachtungen macht, auf der Vergangenheit.

Stimmt das das, was ich da erzähle? Oder habe ich irgendwo einen Denkfehler?

LG, Kaveh

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Hubble-Diagramm 27 Jun 2017 18:48 #16275

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Beim beschriebenen, gedachten Fall würde ich erstmal Einfachheit halber davon ausgehen, dass das Universum nicht expandiert. Wenn ich das Objekt heute beobachte,

Ich möchte zu Bedenken geben: Sämtliche Weltraumteleskope beobachten etwas anderes als du.
bye,
Chalawan2000

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Hubble-Diagramm 27 Jun 2017 18:52 #16276

Im Prinzip hast du zwar Recht aber es gibt keinen Anhaltspunkt dafür das sich an der Expansion die letzten hundert Millionen Jahre etwas geändert haben sollte.
Das ist, wenn wir großzügig sind, in etwa der Entfernungs- und Zeitmaßstab wo die Expansion beginnt über die Gravitation zu dominieren. Es ist also durchaus gerechtfertigt aus den Beobachtungen ab dieser Entfernung auf die Gegenwart und Zukunft zu extrapolieren.

Auch in deinem Beispiel muss es irgend einen Grund dafür geben warum das Objekt plötzlich seine Richtung ändert. Ist keiner zu sehen darf man annehmen das Objekt entferne sich auch heute weiter.

assume good faith

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Hubble-Diagramm 27 Jun 2017 19:28 #16282

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Kaveh_Malekian schrieb: „Meines Erachtens macht man denselben Fehler, wenn man aus der Hubble-Konstante schlussfolgert, dass das Universum „zurzeit“ expandiert. Eigentlich wäre die Richtige Schlussfolgerung, dass das Universum „in der Vergangenheit“ expandiert hat. Und je ferner die Objekte von der Erde sind, desto mehr bezieht sich die Aussage, die man anhand von Beobachtungen macht, auf der Vergangenheit.“

-Nein, man macht keinen Fehler: Seit Einstein und Hubble ist die „Beschleunigte Expansion“ bekannt/berechnet/per Teleskop gesichtet/Grafisch dargestellt - WMAP und die Planckdaten, nicht zuletzt die Nobelpreisträger für Physik 2011 Riess, Schmitt und Perlman mit ihrer Arbeit zur beschleunigten Expansion, wiesen sie nach.
(unter uns, vielleicht wird die DE eines Tages „fallen“, vielleicht muss sogar der Nobelpreis von 2011 zurückgegeben werden, aber das ist Quatsch! aber davon einfach auszugehen, ist respektlos und nicht richtig, lernte ich. (Lesch-Gaßner-ClausS)
-© NASA
Nach gängiger Annahme beschleunigt sich die kosmische Expansion seit rund sechs Milliarden Jahren, nicht Millionen.
-Nur der Raum/das Vakuum/das „Nichts“ expandiert immer schneller. Die Galaxien zeigen nur Eigenbewegung.
-Bei der kosmologischen Rotverschiebung (als Beweis der BE) geht es nicht um den Dopplereffekt…
Wiki: Diese kosmologische Rotverschiebung ist grundsätzlich von der Rotverschiebung durch den Dopplereffekt zu unterscheiden, die nur von der relativen Geschwindigkeit der Galaxien bei der Emission und der Absorption abhängt. - Sachs-Wolfe-Effekt
de.wikipedia.org/wiki/Rotverschiebung


bye,
ein besonders schönes Wochenende!
(bei uns gießt es seit 20 Stunden wie aus Kannen)

Chalawan2000 :)

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Letzte Änderung: von Chalawan2000. Begründung: Ergänzungen und Korrekturen (Notfallmeldung) an den Administrator
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