Eine Frage zur Relativitätstheorie

[James]

Hallo,

hoffe dass ich hier das richtige Forum erwischt habe um eine paar Fragen loszuwerden.

Erstmal: Bin im technischen Bereich tätig, aber kein Wissenschaftler. Wenn es möglich ist bitte Antworten nicht übermäßig komplizieren. Danke im voraus.

Zu einer Frage, die sich mir stellt nachdem ich das deutschsprachige Internet zum Thema RT und Lichtgeschwindigkeit durchforstet habe.


1a. Es wird behauptet das die Relativitätstheorie "vorschreibt" das die Lichtgeschwindigkeit unabhängig von der relativen Geschwindigkeit der aussendenden Objekte (Sonnen, Galaxien, Satelliten ...) konstant wäre.
Somit z.B. die Hubble Konstante nicht durch einen Dopplereffekt sondern durch eine "Ausdehnung des Raumes" verursacht werde.

1b. Andererseits wird behauptet das mit der Differenz von Rot/Blauverschiebungen von Galaxienrändern deren Rotationsgeschwindigkeit erfasst werden kann. Unterstützt wird dies durch die Behauptung das die Kommunikation zwischen der Cassini und Huygens Sonde durch einen Berechnungsfehler nicht auf die durch Geschwindigkeitsveränderung verursachte Frequenzverschiebung abgeglichen wurde so das eine schwere Störung der Mission zu befürchtet war (was dann Manövertechnisch behoben wurde).

Meiner Meinung nach kann nur 1a. oder 1b. stimmen. Da ich nicht annehme das ich schlauer bin als die Wissenschaftler würde ich mich freuen wenn sich jemand die Mühe macht mir zu erklären wo ich falsch liege.

Danke im voraus

euer James

[Bynaus]

Galaxien sind "allgemein" rotverschoben: das heisst, je weiter weg eine Galaxie ist, desto stärker ist das Licht, das uns von ihr erreicht, ins Rote verschoben. Aus verschiedenen Gründen (z.B. die Frage, warum sich denn alle Galaxien ausgerechnet von uns entfernen sollen) kann es sich dabei nicht um eine "echte" Geschwindigkeit handeln, sondern es muss daran liegen, dass sich der Raum zwischen den Galaxien ausdehnt.
Die Lichtwellen selbst werden gedehnt, und die Dehnung ist nicht darauf zurück zu führen, dass sich die Lichtquelle mit einer Geschwindigkeit von uns entfernt.

Innerhalb dieser Verschiebung, die sich ohnehin nur auf sehr grosse Distanzen richtig bemerkbar macht, kann man das Rotationsverhalten von Galaxien beobachten: wenn die Rotverschiebung der Galaxie insgesamt schon sehr gross wäre, würde sie halt auf der einen Seite der Scheibe etwas "weniger rot", auf der anderen etwas "stärker rot" erscheinen als der allgemeine Durchschnitt dieser Galaxie - somit könnte man das Rotationsverhalten messen.

Bei Cassini / Huygens wurde tatsächlich einfach die Dopplerverschiebung "vergessen".

[Kunibert]

Hallo,

gerade das ist es ja, was James stutzig macht. Die Lichtgeschwindigkeit ist IMMER konstant! Wir ermitteln die Geschwindigkeit weit entfernter Objekte durch die Rotverschiebung der Spektrallinien von bekannten Elementen und nicht durch die Messung der Lichtgeschwindigkeit!

[Bynaus]

gerade das ist es ja, was James stutzig macht. Die Lichtgeschwindigkeit ist IMMER konstant! Wir ermitteln die Geschwindigkeit weit entfernter Objekte durch die rotverschiebung der Spektrallinien von bekannten Elementen und nicht durch die Messung der Lichtgeschwindigkeit!

Dann verstehe ich das Problem nicht. Oder ist das jetzt die Antwort auf deine Frage, James?

[James]

Hallo Bynaus,

zunächst vielen Dank für die Antwort.

Die Theorie über die Beobachtung einer zunehmenden Rotverschiebung in Abhängigkeit der Entfernung zu den Galaxien durch Ausdehnung des Raumes ist mir, wie Kunibert schon indirekt sagt, bekannt.

Meine Frage zielt aber nur in die Richtung das ich einen Widerspruch zwischen dem Postulat einer konstanten Lichtgeschwindigkeit und der des Dopplereffektes bei Raumsonden und rotierenden Galaxien sehe. Ob diese nun etwas weniger Rot- oder eben Blauverschoben genannt wird spielt wohl keine Rolle, da bei beiden der Dopplereffekt als Ursache genannt wird.

[Kunibert]

Hallo James,

es werden nur Beobachtungen hinsichtlich verschobener Spektrallinien oder aufmodulierter Wellenlängen, bei Radioübertragungen, gemacht. Bei ersterem ist das Licht ist nur Träger der Information.

[James]

Hallo Kunibert,

das ist mir bekannt. Auch wenn es mehrere Fakultäten mischt, mir würde die Formulierung "fehlende Wellenlängen im angenommenem Farbraum des Sendespektrums der Galaxien" besser gefallen.

Oder verstehe ich nicht was du mir sagen willst?

[Kunibert]

Hallo,

die Wellenlängen fehlen ja nicht, sie werden nur nicht im erwarteten Farbraum gefunden. Sie sind bei allen Galaxien (Andromeda mal ausgenommen) ins rote verschoben. Daraus schließt man, daß die aussendende Quelle sich damals von uns fortbewegt hat (oder wir uns heute, relativ zu ihrer damaligen Position <img> ).

[James]

Hallo Kunibert,

Ob nun so:
Die fehlenden Frequenzen sind bei einer längeren Wellenlänge als erwartet.

Oder so:
Die Absorptionslinien sind spektral Rotverschoben ...

Diese Theorien verstehe ich. Was ich nicht verstehe ist dass dies durch Dehnung des Raumes erfolgen soll, da der Dopplereffekt "offiziell" ja auch die Rot/Blauverschiebung der Galaxien erklärt und als Effekt bei der Cassini/Huygens Mission relevant war.

[Kunibert]

Du meinst, es kann zu keinem Dopplereffekt komme, da ja die Lichtgeschwindigkeit eine Konstante ist?