Warum sind ferne Galaxien rotverschoben, sollten sie nicht eigentlich blauverschoben sein?
Schließlich sind die ja auch entsprechend alt.
3 Antworten
die Rotverschiebung kommt von der Ausdehnung der Wellenlängen auf der Reise. Je länger die Reise, desto größer die Verschiebung. Der selbe Effekt hat auch Einfluss auf die scheinbare Größe.
Es gibt zwei Distanzen ferner Galaxien:
Die Entfernung, die aus der Leuchtkraft ferner Objekte mit bekannter Helligkeit (sog Standardkerzen, zB Supernovae) folgt (Luminosity Distance rL)
Die Entfernung, die aus dem Winkel folgt, in den ein Objekt bekannter absoluter Größe passt (Angular Distance rA).
Mit Hilfe der Rotverschiebung z gibt es eine einfache Beziehung zwischen beiden, Etherington's Distance Duality Equation (die vom genauen Expansionsmodell unabhängig ist:
rA/rL = 1/(1 + z)^2
Daraus folgt, dass in der Nähe, für z << 1, die Winkelentfernung sich etwa so verhält wie die Leuchtkraftentfernung, dass also entferntere Objekte gleicher Art kleiner erscheinen, wie gewohnt, dass für größere z aber die Winkelentfernung hinter die Leuchtkraftentfernung zurückfällt und die Objekte nicht mehr kleiner erscheinen. rA nimmt also mit wachsender Entfernung ab und die Objekte erscheinen sogar wieder größer.
Eine anschauliche Begründung ist, dass eine Galaxie wegen ihrer gravitativen Bindung zwar ihre absolute Größe beibehält, ihr Abbild aus ausgesendetem Licht aber der Expansion folgt und sich auf der Reise zum Beobachter um den gleichen Faktor (1 + z) aufbläht wie die Wellenlänge.
länger heißt länger. Der Raum expandiert, die Längen dehnen sich, die Lichtgeschwindigkeit bleibt lokal konstant. Das ist wie ein Zug, der gleichmäßig fährt, während die Schienen sich ausdehnen.
Weil sie sich beim Aussenden ihres Lichtes von uns entfernten, ist das Licht rotverschoben, bei Annäherung wäre es blauverschoben.
Ist schon klar, wenn man den Dopplereffekt annimmt. Nur, das Licht, was jetzt bei uns ankommt, wurde ja logischer Weise auch schon vor 13 Mrd Jahren losgeschickt. Und da waren die doch näher. Irgendeinen Gedankenfehler mache ich.
Galaxien, die keine 13Mrd Lichtjahre von uns entfernt sind, hatten ihr Licht, das wir jetzt sehen, entsprechend später losgeschickt, das ist Dein Denkfehler.
Danke für die Antwort, aber ich verstehe nicht, was du meinst.
Na die Andromeda-Galaxis ist die uns am nächsten gelegene Galaxie, rund 2,5 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Also ist das Licht, welches wir jetzt von ihr sehen 2,5 Mio Jahre alt, keine 13 Mrd Jahre.
Ja, das Licht durchdringt ja bis gerade eben das Universum!
sollten sie nicht eigentlich blauverschoben sein?
Nein, wieso?
Die Galaxien enfernen sich infolge der Expansion des Universums voneinander, dadurch wird die Wellenlänge gedehnt. Und eine längere Wellenlänge hat eine Verschiebung in Richtung zum roten Teil des Spektrums zur Folge.
Ist schon klar, wenn man den Dopplereffekt annimmt. Nur, das Licht, was jetzt bei uns ankommt, wurde ja logischer Weise auch schon vor 13 Mrd Jahren losgeschickt. Und da waren die doch näher. Irgendeinen Gedankenfehler mache ich.
Da waren die näher, aber die Bewegungsrichtung war auch damals schon "voneinander weg".
die Wellenlängen des Lichtes dehnen sich mit dem Raum, während sie zu uns unterwegs sind. Das ist kein Dopplereffekt.
Aber die Rotverschiebung hält ja gerade als Beweis dafür her, dass der Raum sich ausdehnt. Sorry, ich stelle halt alles in Frage.
richtig, weil die Rotverschiebung durch die Ausdehnung geschieht, nicht durch einen Dopplereffekt.
Danke für die ausführliche Antwort.
Ich will nicht besserwissen, aber nur, dass ich das verstehe, müsste das nicht eher "beschleunigter oder schneller" heißen als länger?
"die Rotverschiebung kommt von der Ausdehnung der Wellenlängen auf der Reise. Je länger die Reise, desto größer die Verschiebung. Der selbe Effekt hat auch Einfluss auf die scheinbare Größe. "