Wie berechnet man die Rot/Blauverschiebung im Universum?

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3 Antworten

Hallo redshift123,

wie PWolff schon anmerkte: Die Rotverschiebung ist vor allem eine Messgröße. Eine Messgröße allerdings - insofern hast Du recht - in die alle möglichen Effekte in der Summe eingehen.

In einem Kommentar fragst Du explizit:

Ich frage mich ob die Eigenbewegung der Erde, die Bewegung der Sonne, die Bewegung der Galaxie, die Gravitation derselben und Hindernisse wie Staub, Gas etc. wie auch die Graviation der aussendenden Quelle etc. miteinberechnet sind.



Ja. Sind sie.

Die Bewegung der Erde um die Sonne ist ein periodischer Offset mit der Periode von 1 Jahr. Den kann man also sehr leicht ermitteln, wenn man die Messungen nach 1/2 Jahr wiederholt.

Die Bewegung der Sonne bzw. der Galaxie bestimmen wir z.B. als Bewegung relativ zum CMB, also zur Hintergrundstrahlung. Eine andere Möglichkeit ergibt sich hier aus dem Vergleicht der Bewegungen anderer Galaxien in vergleichbaren Entfernungen. Auch über die Daten, die man aus Messungen aller möglichen Galaxien einer bestimmten Entfernung hat, kann man recht zuverlässig ermitteln, auf welche wir uns wie zubewegen.

Die Entfernungen zu anderen Galaxien bestimmen wir ja nicht nur über die Rotverschiebung, sondern auch z.B. über Standardkerzen. Cepheiden und Supernovae Ia sind sogenannte Standardkerzen: Aus ihren Helligkeitskurven kann man recht zuverlässig auf ihre absolute Helligkeit schließen. Der Vergleich mit der gemessenen Helligkeit (also nicht der Rotverschiebung) ergibt dann die Entfernung. Auch über diese unabhängigen Entfernungsbestimmungen kann man also die Entfernungsschätzung über die Rotverschiebung überprüfen und eichen.

Hindernisse wie Staub oder Gas erzeugen eigentlcih keine Rotverschiebung, sondern Absorptionseffekte, Streueffekte und Polarisationseffekte. Das sieht im Spektrum also anders aus als eine Rotverschiebung. Und ja: Auch das kann man nachweisen. Als Beispiel sei z.B. die Meldung letzten Jahres genannt, als BICEP meldete, man habe Primordiale B-Moden in der Hintergrundstrahlung nachweisen können. Kurz danach wurde die Meldung zurückgenommen, weil die Kollegen, die die Planck-Daten auswerten, darauf hingewiesen haben, dass hier Staubeffekte vorliegen.

Das Beispiel zeigt also, dass es Experimente gibt, die sehr fein diese Effekte von Staub in der Milchstraße erfassen und aus den daten herausrechnen können. Es zeigt auch, dass man sich nicht gegenseitig deckt, sondern vielmehr korrigiert...

Und ja: Auch die sogenannte Graviatationsrotverschiebung muss man aus dem Spektrum herausrechnen. Sie ergäbe aber keinen wesentlich mit der Entfernung wachsenden Beitrag, sondern einen für alle Galaxien in derselben Größenordnung liegenden Offset - das Licht muss ja nur einmal aus der aussendenden Galaxie raus, das aber immer. Die Massen anderer Galaxien kann man wiederum über Cluster oder Gravitationslinseneffekte recht gut abschätzen und auch diesen Parameter recht gut eichen.

Also: Ja, es müssen eine Menge Effekte berücksichtigt werden. Weil wir aber sehr, sehr viele Messungen aus ganz unterschiedlichen Experimenten haben, bei denen unterschiedliche Fehlerquellen eingehen, können wir über den Vergleich all dieser Daten auch die Rotverschiebungen zu weit entfernten Objekten recht zuverlässig in Entfernungen umrechnen. Weil das aber doch recht kompliziert ist, ist es unmöglich, das hier jetzt mathematisch darzustellen.

Und auch ja: Je weiter draußen wir sind, desto größer sind natürlich auch die Fehlerbalken solcher Angaben. Auch das wissen die Jungs aus der Kosmologie aber... ;-)

Grüße

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Kommentar von redshift123
18.12.2015, 13:51

Als Beispiel sei z.B. die Meldung letzten Jahres genannt, als BICEP
meldete, man habe Primordiale B-Moden in der Hintergrundstrahlung
nachweisen können. Kurz danach wurde die Meldung zurückgenommen, weil
die Kollegen, die die Planck-Daten auswerten, darauf hingewiesen haben,
dass hier Staubeffekte vorliegen.



Das wurde mittlererweile vor ein paar Monaten allgemein Wissenschaftlich widerlegt.

Es handelte sich um Gravitationswellen von Teilen der Milchstrasse.

Hast du eine Formel?

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Kommentar von uteausmuenchen
18.12.2015, 15:13

schreib ich doch. Dass das zurückgenommen wurde. Lies doch noch mal den Satz, den Du selber kopiert hast. ;-) Und nein. Wir sind hier nicht im Agententhriller. Für dieses Thema gibt es nicht "die" Formel. Genau das versuch ich in der Antwort ja zu erklären.

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Zunächst einmal wird die Rot-/Blauverschiebung gemessen. Andere Größen werden mittels der Theorien per Rückschluss berechnet.

Was mir hier an zu berücksichtigenden Einzelheiten auf die Schnelle einfällt:

- Relativgeschwindigkeit von Quelle und Beobachter

- Differenz des Gravitationspotenzials zwischen Quelle und Beobachter, verursacht durch "nahe" Massen

- Differenz des Gravitationspotenzials zwischen Quelle und Beobachter, hervorgerufen durch die Expansion des Universums (je älter die Quelle, desto näher sind andere Massen) - dies dürfte äquivalent sein der Dehnung der Wellen durch die Ausdehnung des Universums

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Kommentar von redshift123
18.12.2015, 12:34

Die Ausdehnung ist eine Theorie die auf der sehr wackeligen Rotverschiebung beruht.

Ich hätte gerne die vollständige Formel.

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Mitten im Video (musst etwas spulen) kommt er auf dieses Thema kurz zu sprechen. Er sagt, dass die reguläre Form der Berechnung falsche Ergebnisse zur Folge hat:

LG

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Kommentar von NosUnumSumus
18.12.2015, 09:43

*Professor Doktor Mayle

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Kommentar von NosUnumSumus
18.12.2015, 12:41

Bei Herrn Professor Doktor Mayle?
Das kann ich Dir nicht sagen.
Aber selbst wenn es in der regulären Berechnung berücksichtigt worden ist, so wurde laut ihm dennoch falsch gerechnet...

Aber mal die Gegenfrage: Warum sollte er (Prof. Dr. Mayle) diese Faktoren nicht berücksichtigt haben?
Ist das nicht der Versuch, ihn in eine Ecke zu stellen oder seine Arbeit zu diskreditieren?

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Kommentar von NosUnumSumus
18.12.2015, 12:41

Bei Herrn Professor Doktor Mayle?
Das kann ich Dir nicht sagen.
Aber selbst wenn es in der regulären Berechnung berücksichtigt worden ist, so wurde laut ihm dennoch falsch gerechnet...

Aber mal die Gegenfrage: Warum sollte er (Prof. Dr. Mayle) diese Faktoren nicht berücksichtigt haben?
Ist das nicht der Versuch, ihn in eine Ecke zu stellen oder seine Arbeit zu diskreditieren?

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Kommentar von uteausmuenchen
18.12.2015, 13:01

Moment:

Dieser "*Professor Doktor Mayle" ist der Ingenieur Meyl, der hier seine wissenschaftlich nicht haltbare These über Skalarwellen vorträgt. Skalarwellen sind angebliche - nie nachgewiesene - longitudinale elektromagnetische Wellen.

Der Mann ist keine seriöse Quelle, wenn es um astrophysikalische oder kosmologische Fragen geht. Oder um Physik allgemein.

http://www.xy44.de/skalar/index.htm

oder auch hier

http://webuser.hs-furtwangen.de/~kuehlke/comments/skalarwellen_spekulation.htm

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