Hubble Gesetz Verstehe es einfach nicht?

2 Antworten

Die Entfernungen in einem expandierenden Universum beschreibt man am besten mit einem sog. Skalenfaktor a(t). Das Hubble-Gesetz v=H*d übersetzt sich dann zu a'=H*a (wobei a', die Ableitung von a nach der Zeit ist, also die Änderungsrate von a im Verlauf der Zeit).

In Wirklichkeit ist H=a'/a keine Konstante in der Zeit, deshalb nennt man H nicht Hubble-Konstante, sondern Hubble-Parameter, dieser ist für alle Orte gleich, ändert sich aber mit der Zeit. Hubble-Konstante nennt man dann H_o, den heutigen Wert von H.

Wie genau sich H und a mit der Zeit entwickeln, hängt von der Materie-Zusammensetzung im betrachteten Universum. In einem Universum, das von Staub oder Strahlung gefüllt ist, ist H~1/t. Für Dunkle Energie ist H=const und a~exp(H*t).

Danke, aber meine Frage hat das noch immer nicht beantwortet. Ändert sich H wegen der "beschleunigten Expansion des Universums" oder ändert er sich, damit sich zwei Galaxien sich immer mit der gleichen Geschwindigkeit voneinander entfernen.

Also nochmal gefragt:

Werden sich zwei Galaxien immer mit der selben Geschwindigkeit voneinander entfernen, oder verdoppelt sich die Geschwindigkeit, wenn sich der Abstand verdoppelt. 

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@leoquestiongoon

Die Geschwindigkeit verdoppelt sich, wenn der Abstand sich verdoppelt, das gilt sowohl für ein konstantes als auch für ein zeitlich variables H.

H ändert sich bei fast in jedem Modell mit der Zeit, einzige Ausnahme ist ein Universum, das nur mit Dunkler Energie gefüllt ist, dort ist H=const. Das wäre ein (aber nicht das einzige) beschleunigt expandierendes Universum.

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@PhotonX

Okay, aber wenn sich der Abstand verdoppelt auch die Geschwindigkeit verdoppelt, dann muss das Universum ja näherungsweise exponential wachsen. Wenn sich zwei Galaxien also je weiter sie sich voneinander entfernen, immer schneller werden, verstehe ich nicht wie man mit Strecke / Geschwindigkeit = Zeit, also Zeit = Strecke / (Hubblekonstante * Entfernung) argumentiert werden kann. 

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@leoquestiongoon

So einfach ist die Argumentation nicht. Man muss einen konkreten Skalenfaktor nehmen und es ausrechnen. Nimm zum Beispiel a(t)=t^(2/3). Das ist der Skalenfaktor eines flachen von Staub gefüllten Universum. Setze das in H(t)=a'/a ein und schau, was herauskommt!

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Wir erklären das anschaulich in der Regel als ein Rosinenbrot, das im Ofen aufgeht. Der Teig ist die Raumzeit, die Rosinen die Galaxien. 

Der Teig expandiert ja überall, deshalb werden alle Rosinen voneinander weggetragen. Wenn du dir 3 Rosinen in einer Reihe denkst, expandiert das Brot zwischen den ersten beiden aber auch zwischen dem zweiten zum dritten: Deshalb ist die Expansion vom ersten zum dritten doppelt! Das ist der Grund, weshalb weiter entfernte Galaxien auch schneller weggetragen werden und warum die Einheit der Hubble-Konstante km/s/Mpc ist, also eine Geschwindigkeit pro Entfernung (1 Mpc ist eine Entfernung): d.h. die Geschwindigkeit nimmt je Mpc um den Faktor der Hubble-Konstante zu.

Das verstehe ich. Die Frage ist doch nur

Galaxie A ist von mir X Lichtjahre entfernt, Galaxie B 2*X Lichtjahre

Galaxie A bewegt sich mit einer Geschwindigkeit Y von mir weg, Galaxie mit einer Geschwindigkeit 2*Y.

Nach einiger Zeit ist Galaxie A 2*X Lichtjahre von mir entfernt, Galaxie B 4*X Lichtjahre.

Was trifft dann zu

Galaxie A entfernt sich mit Y von mir und Galaxie B mit 2*Y

(In diesem Falle bedeutet doppelte Entfernung auch doppelte Geschwindigkeit)

oder

Galaxie A entfernt sich mit 2*Y von mir und Galaxie B mit 4*Y

(In diesem Falle bedeutet doppelte Entfernung ebenfalls doppelte Geschwindigkeit)

Im ersten Falle haben mir lineares, im zweiten Falle eine exponentielle Expansion.

Aber es ist doch eine lineare Expansion, da Hubble Parameter = 1/ Weltalter. 

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Weg-Geschwindigkeit-Gesetz vereinfachen (Physik)?

Es geht um gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Also das Weg-Zeit-Gesetz geht so:

s (t)=0,5at^2

In der Aufgabe stand, dass ich das W-Z Gesetz durch Austauschen von t mit einer Formel in ein/das W-G Gesetz umwandeln soll. und man weiß die Endgeschwindigkeit v oder so

v/a=t also hab ich gemacht:

s (v/a)=0,5a(v/a)^2

Ich hab die Lehrerin gefragt, ob das richtig sei und sie meinte: ja, halt nur noch vereinfachen.

meine Frage ist: Wie genau vereinfacht man das jetzt?

Ich hab zwar paar Ansätze, aber bin mir noch sehr unsicher..

Danke im Vorraus

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Erde bewegt sich mit ~1,3Miokm/h im Weltall, würde die Zeit schneller vergehen wenn wir 0kmh hätten?

Guten Tag,

Also erstmal zusammengefasst wie man auf die Erdgeschwindigkeit kommt.

1.670 km/h Umdrehungsgeschwindigkeit der Erde

107.208 km/h Geschwindigkeit der Erde um die Sonne

1.008.000 km/h Geschwindigkeit unserers Sonnensystems um das Zentrum der

Milchstraße

70.920 km/h Geschwindigkeit unserer Sonne in Richtung des Sonnenapex

136.800 km/h Geschwindigkeit der Milchstraße in der lokalen Gruppe

2.268.000 km/h Geschwindigkeit der lokalen Gruppe im Supercluster

Gesamtgeschwindigkeit der Erde im Weltall: 1.332.000 km/h (Unter Beachtung der verschiedenen Richtungen in der die Geschwindigkeiten unterwegs sind).

Nun haben wir auf der Erde ja für unser Zeitgefühl gesagt das es "Normalzeit" ist, nach Albert Einsteins Theorie, vergeht die Zeit auf einer bewegten Uhr langsamer, was ja auch bewiesen wurde, demnach vergeht die Zeit hier auch bedeutend langsamer, wenn wir nun annehmen wir hätten keine Bewegung also quasi - 370 km/s (-1.332.000 km/h) würde die Zeit auch schneller vergehen?

Also natürlich nicht wesentlich schneller da die Geschwindigkeit nur 0,123% die der Lichtgeschwindigkeit beträgt aber immerhin.

Meine 2. Frage die daraus resultiert, gibt es es überhaupt ein Punkt an dem absolut keine Bewegung vorhanden ist? Da Gravitation schließlich überall existiert, und noch Lichtjahre zwischen 2 Galaxien präsent ist, man kann daher auch garnicht so wirklich feststellen ob und wie man gravitativen Einwirkungen unterworfen ist. Und im Weltall auch nicht so wirklich feststellen kann, ob man in Bewegung ist, denn streng genommen, sind die Menschen auf der Ramstation auch nicht schwerelos, sie fallen einfach nur genausoschnell zur Erde wie die Raumstation, daher erscheint es als dass sie schwerelos wären.

Bin auf Antworten gespannt ^^

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Gibt es so etwas wie ‚spontane Beschleunigung‘ und wie misst man sie?

Wie misst man die Beschleunigung eines festen Körpers, der quasi spontan beschleunigt? Gibt es eine Obergrenze für Beschleunigung?

Laut Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Beschleunigung) wird die Beschleunigung wie folgt gemessen:

Man misst die Geschwindigkeit des Körpers zu einem ersten Zeitpunkt und zu einem zweiten Zeitpunkt. Die Beschleunigung (a) ist dann zweite gemessene Geschwindigkeit (v2) minus erste gemessene Geschwindigkeit (v1) geteilt durch zweiter Zeitpunkt (t2) minus erster Zeitpunkt (t1). Oder als Formel a = (v2-v1) / (t2-t1)

Bei dem Beispiel bei Wikipedia wird mit den Werten gerechnet: v1 = 10 m/s, v2 = 30 m/s, t1 = 0 s, t2 = 10 s was anhand der o.g. Formel eine Beschleunigung von 2 m/s² ergibt.

Meine Frage ist aber, ob man diese Formel auch benutzen kann, wenn ein Körper quasi aus dem Stand beschleunigt. Also wenn ich z.B. mit dem Auto genau 100 km/h (müsste ca. 28m/s entsprechen) fahre und mir ein Insekt (welches vorher der Einfachheit halber in der Luft gestanden hat) auf die Windschutzscheibe klatscht, dann hatte es eben noch eine Geschwindigkeit von 0 m/s und direkt nach dem Aufprall eine Geschwindigkeit von 28 m/s. Nehme ich als zweiten Zeitmesspunkt eine Sekunde nach Aufprall, ergibt sich laut der o.g. Formel eine Beschleunigung von 28 m/s².

A = (28 m/s – 0 m/s) / (1 s – 0 s) = 28 m/s²

Was ich nicht verstehe, ist:

Die Geschwindigkeit von 28 m/s hatte das Insekt auch schon 0,5s nach Aufprall … und sogar 0,0001s nach Aufprall – denn sobald sie Kontakt mit meiner Windschutzscheibe hatte, war sie mit 28 m/s unterwegs. Wenn ich nun in der Formel den zweiten Zeitpunkt t2 durch 0,5s oder sogar durch 0,0001s ersetze, wird die errechnete Beschleunigung immer größer…. :-O

Wo ist der Denkfehler?

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Was ist die Ausdehnung des Kosmos und Rotverschiebung?

Ich halte demnächst ein Referat in Physik über die Ausdehnung des Kosmos und die Rotverschiebung und da es dazu so viele unterschiedliche Quellen gibt (die entweder zu ungenau oder zu ausführlich sind) bin ich mir jetzt nicht sicher ob meine Informationen korrekt sind. ^^

Zuerst hat sich Universum infolge Urknalls sehr schnell ausgedehnt (=Inflation), ab dunklem Zeitalter war Expansion dann aber viel langsamer als zuvor.

Trotzdem dehnt sich Universum als Nachwirkung des Urknalls noch immer aus, wodurch sich Galaxien voneinander entfernen. Sie selbst dehnen sich nicht aus, sondern "schwimmen" sozusagen nur mit der sich ausdehnenden Raumzeit mit (=Hubblefluss)

Aus Luftballonmodell kann man erkennen, dass je weiter eine Galaxie von uns entfernt ist, umso schneller bewegt sie sich von uns fort (=Hubble Gesetz: Geschw prop zu Entfernung, v=Hr(=Hubble Konstante, ca 74km/s /1Mpc)).

Erkennen konnte man Exp durch Rotverschiebung (=Verschiebung der Spektrallinien zu rotem Ende des Spektrums) des Lichts, das weit entfernte Galaxien ausgesandt haben. Gegenstück ist Blauverschiebung, die eher seltener ist. Die RV setzt sich allgemein aus drei Ursachen zusammen: Gravitative RV, Doppler RV, kosmologische RV. Allerdings ist Ursache der RV bei weiten Distanzen hauptsächlich kosmologische RV, weswegen die anderen beiden vernachlässigt werden können.

Ursache der kosmologischen RV ist also Ausdehnung des Kosmos, da sich Wellenlängen des Lichtes während sie auf dem Weg zu uns sind durch die Exp ebenfalls auseinandergeschoben werden (und die Energie der Photonen kleiner wird) und weiter auseinandergeschobene Wellenlängen für uns rötlicher wahrgenommen werden. ->je größer RV ist, umso größer Entfernung der Lichtquelle und umso länger das Objekt bereits im Kosmos vorhanden. Dadurch kann man feststellen in welchem Maß sich das Universum bereits ausgedehnt hat, da z(=RV)=(beobachtete Wellenlänge - unverschobene Wellenlänge)/unverschobene Wellenlänge.

RV wird auch häufig als Entfernungsangabe verwendet, da Entfernung zu undeutlich ist (man kann damit Entfernung der Lichtquelle zum Aussendungszeitspunkt oder zum jetzigen Stand meinen), heutiges Universum hat bspw z=0.

Vor ca 20 Jahren hat man entdeckt, dass das Universum sich (seit ca der Hälfte des Weltalter) beschleunigt ausdehnt. Als Ursache wird hierbei dunkle Energie vermutet.

Entdeckungsgeschichte: Anfang des 20. Jahrhunderts dachte man (zB Einstein), dass Universum statisch ist. Doch dann konnten Wissenschaftler (Slipher, Friedmann, Lemaitre und Hubble) aufgrund Entfernung von Galaxien und RV die Expansion des Universums nachweisen.

Vor ca 20 Jahren haben zwei Teams herausgefunden, dass Universum beschleunigt expandiert, als sie Supernovae Typ1a beobachtet haben, um Expansionsgeschw besser bestimmen zu können. Da Spektrallinien stärker rotverschoben waren als erwartet, kamen sie zum Schluss, dass Kosmos sich beschl ausdehnt und als Ursache wird dunkle Energie genommen.

Würde mich sehr über Feedback freuen. :)

LG Luna

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