Lichtermüdung statt Dunkle Energie?
Was spricht dagegen, dass die Messungen einer beschleunigten Expansion durch Lichtermüdung statt Dunkle Energie entstehen?
Anmerkung:
"Lichtermüdung": Wellenlängenvergrößerung des Lichts auf dem Weg von der Quelle zum Beobachter. Nicht durch Streuung.
Wenn es den Effekt gibt, wäre er klein, und erst bei sehr weit entfernten Objekten bemerkbar.
5 Antworten
"lichtermüdung" passt halt nicht zu den beobachtungen (daher spricht auch schon seit langem niemand mehr darüber).
"lichtermüdung" würde nämlich nur die wellenlänge verändern, expansion ändert aber auch die intensität. stell dir dafür licht als ein strahl von vielen photonen vor: lichtermüdung: jedes photon hat geringere energie. expansion: jedes photon hat geringere energie UND die anzahl der photonen pro zeit die uns erreichen wird ebenfalls um denselben faktor reduziert. nur mit lichtermüdung würdest du aus einem schwarzkörperspektrum von ca. 3000K niemals wieder ein andere schwarzkörperspektrum erhalten (sondern irgendwas komplett seltsames ohne jede erklärung dafür), während expansion aus aus einem schwarzkörperspektrum mit temperatur T ein spektrum mit temperatur T/(1+z) macht (mit z der rotverschiebung). wir beobachten eine kosmische hintergrundstrahlung die ein perfektes schwarzkörperspektrum ist. passt nicht zu lichtermüdung, ist also experimentell widerlegt.
desweiteren sagt expansion vorher dass auch die beobachtete dauer einer supernova um ebenfalls exakt den faktor (1+z) verlängert sein muss (wie beim ganz normalen Doppler-effekt auch). lichtermüdung würde sagen dass wir die supernova nur rotverschoben sehen, hätte aber keinen effekt auf die dauer. und was beobachten wir in den daten? eine verlängerung der dauer um eben diesen faktor (1+z). passt nicht zur lichtermüdung, ist also experimentell widerlegt.
Hallo ZuNiceFrage,
warum sollte Licht auf der Durchquerung eines statischen Raums "ermüden"? Weil es weit reist? Nun, wenn ich zu Fuß oder mit dem Fahrrad weite Strecken zurücklege, brauche ich dafür Energie und ermüde natürlich.
Ein Körper, der mit konstanter Geschwindigkeit durch den Weltraum gleitet, benötigt dafür allerdings keine Energie und verliert auch keine, solange es keine Reibung gibt, die ihn abbremst. Für Teilchen gilt natürlich dasselbe. Licht kann natürlich nicht abgebremst werden, sondern nur an Frequenz verlieren; dies ist Rotverschiebung.
Ebenfalls an Frequenz verliert Licht durch COMPTON- Streuung an Materie, die es natürlich überall im Universum gibt; allerdings verliert das Licht, das diese Streuung erfährt, seine Richtung. Streulicht erzeugt keine Bilder, selbst wenn es unsere Teleskope indirekt irgendwie erreichen sollte. Das Licht ferner Galaxien, das uns diese sehen lässt, muss uns (von Ablenkung durch Gravitationsfelder abgesehen) auf direktem Wege erreicht haben, also ohne gestreut zu werden.
Die Theorie der Lichtermüdung macht auch nur in einem statischen Universum Sinn.
Die Dunkle Energie hingegen in einem nicht statischen.
Da mehrere Hinweise auf ein nicht statisches Universum hindeuten ist die Lichtermüdung hingegen hinfällig.
Btw für die Lichtermüdung gibt es keine physikalische Grundlage. Im wesentlichen sagt man die Wellenlänge wird aus einem nicht bekannten Grund größer.
Weil die Theorie der Lichtermüdung ja nur die Rotverschiebung in einem statischen Universum erklären soll.
Sobald man das Universum als expandierend annimmt ergibt sich die Rotverschiebung rein aus der Expansion und den Maxwellgleichungen.
Lichtermüdung wurde bis etwa Mitte des 20. Jahrhunderts als mögliche Ursache der kosmologischen Rotverschiebung diskutiert, danach aber von Kosmologen zunehmend als nicht zutreffend angesehen. Aufgrund der experimentellen Bestätigungen und der theoretischen Stimmigkeit der Expansion des Universums werden Modelle zur Lichtermüdung nur noch außerhalb des wissenschaftlichen Mainstreams vertreten. Argumente gegen die Lichtermüdung sind zum Beispiel:
- Die beobachtete Dauer von Supernovae korreliert mit der Rotverschiebung, was in Übereinstimmung mit der Expansion ist, und der Lichtermüdung widerspricht.
- „Tolmans Test der Oberflächenhelligkeit“ besagt, dass in einem expandierenden Universum weiter entfernte Himmelskörper bzw. Galaxien an Helligkeit verlieren müssten, während in einem statischen Universum die Helligkeit gleich bleibt oder nur in einem sehr viel geringeren Ausmaß kleiner wird. Tatsächlich wurde eine Abnahme gemäß der Expansion beobachtet.
- Das beobachtete thermale Spektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung (Schwarzkörperstrahlung) ist unverträglich mit Lichtermüdung, denn die Photonendichte würde bei Gültigkeit dieser Hypothese gleich bleiben und eine Rotverschiebung folglich das Spektrum nicht-thermal machen. Die Modellvorstellung des expandierenden Universums garantiert hingegen, dass die Hintergrundstrahlung weiterhin die Eigenschaften einer Schwarzkörperstrahlung beibehält.
- Bei Streuung als Ursache der Lichtermüdung würde das Bild entfernter Objekte unscharf erscheinen, was nicht beobachtet wird.
Abstandsmessung:
Masse, Helligkeit, Lichtkurvendauer von Typ-Ia-Supernovae variieren kaum,
sie entsteht wenn ein Weißer Zwerg eine bestimmte kritische Masse erreicht.
- Rotverschiebung ist ein Maß für die Raumexpansion und Entfernung
- Tatsächliche Helligkeit und scheinbare Helligkeit sind dadurch bekannt und ihre Differenz kann ausgerechnet werden (distance modulus).
- Die Distanz durch Helligkeitsabnahme im euklidischen Raum (luminosity distance)
- Die Helligkeit wird nur zusammen mit der Rotverschiebung oder der Expansionsgeschwindigkeit betrachtet, um Entfernungen zu bestimmen, weil diese mitberücksichtigt werden muss.
Erklärungsmöglichkeiten der Rotverschiebung:
1. Expansion von Raum(/Längen)
2. Dopplereffekt (experimentell)
3. "Lichtermüdung"
4. Gravitation (experimentell)
5. Tatsächlich langsameres Zeitvergehen
6. Compton-Streuung
7. unbekannt
Von ihnen erklärt nur Raumexpansion alle Messungen/Beobachtungen:
- Mit zunehmender Rotverschiebung(und damit Entfernung und Entfernungsgeschwindigkeit von Erde weg) ist die Zeitdilatation ausgeprägter(zb scheinbare Supernova-Verlangsamung), Wellenlängenvergrößerung durch Rotverschiebung entspricht der Verlangsamung.
- Helligkeitsabnahme pro Fläche ist schneller als in einem statischen Universum zu erwarten wäre(schneller als um Faktor 4 bei doppelter Entfernung)
- Die Hintergrundstrahlung kommt von allen Richtungen sehr homogen und isotrop(Symmetrie).
- Die Hintergrundstrahlung ist ein perfektes Schwarzkörperspektrum.
- Ferne Objekte wirken heute näher und größer, da sie ihr Licht aussandten als sie noch viel näher waren. Raumexpansion lässt sie zusätzlich größer erscheinen.
- Heute sind die Strukturen der Galaxieverteilungen um den gleichen Faktor größer wie die Hintergrundstrahlung rotverschoben ist.
Mehrere Erklärungsmöglichkeiten kombiniert:
Lässt sich aus zb Dopplereffekt + Lichtermüdung + Gravitationsrotverschiebung + langsameres Zeitvergehen die beobachtete Rotlichtverschiebung erklären?
Es wären immer noch Fragen offen, wie
die Symmetrie der Rotlichtverschiebung von Sternen und der Hintergrundstrahlung in alle Richtungen, das perfekte Schwarzkörperspektrum der Hintergrundstrahlung, und warum die Zeitdilatation um den gleichen Faktor wie die Rotverschiebung zunimmt.
Zeitdelatation(Abstand zwischen zwei Signalen wird länger) kann nicht durch "Lichtermüdung" erklärt werden, weil sich nur Wellenlänge ändern würde, nicht der Abstand zwischen Signalen. Das kann zwar mit dem Dopplereffekt(durch tatsächliche Wegbewegungsgeschwindigkeit) erklären werden, aber er erklärt nicht die in jede Richtung symmetrische Rotverschiebung(wenn man davon ausgeht die Erde ist nicht Mittelpunkt des Universums). Sonst wäre die Erde im Zentrum und alles bewegt sich von der Erde weg mit einer größeren Geschwindigkeit bei weiteren Objekten.
Und es widerspricht der Relativitätstheorie bezüglich der maximalen Geschwindigkeit von Massen, weil die Rotverschiebung durch einen Dopplereffekt bei weiten Entfernungen(z>1) Überlichtgeschwindigkeit entsprechen würde.
Es lässt sich schließen, dass der Abstand der beobachtbaren Himmelsobjekte zunimmt. Raumexpansion ist die logischste Erklärung dafür.
Ich nehme an, dass dein Wissen in Physik ein bisschen ermüdet ist. Immer wieder toll, wenn sich talentierte Physiknobelpreisträger sich spontan ganz neue Naturgesetze aus dem Vokabelheft schnippeln.
Ist aber naheliegender als eine unbekannte Energie
sich spontan ganz neue Naturgesetze
nicht spontan weil hat eine Grundlage
Die Theorie der Lichtermüdung macht auch nur in einem statischen Universum Sinn
Wieso