Rückwärtslichtkegel

Sternenfänger

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Ich schreibe gerade an meiner seminararbeit über die astronmie zur zeit stephen hawkings.
Ich beiß mich ja ganz tapfer durch die verschieden mir völlig unverständlichen physikalischen aspekte, aber kann mir jemand erklären, was genau ein rückwärtslichtkegel ist und wie geau man mit hilfe eines rückwärtslichtkegels die vergangenheit näher beleuchten kann?

schon mal im voraus danke
sarah
 

Bynaus

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Allgemein: Der Rückwärtslichtkegel ist der Bereich des Universums, aus dem Licht dich erreichen kann. Alle astronomischen Beobachtungen finden im Rückwärtslichtkegel statt, genauer gesagt auf dem Mantel des Rückwärtslichtkegels, wenn sich das Licht mit Lichtgeschwindigkeit im Vakuum bewegt.

Beispiel: Eine Supernova-Explosion sehen wir dann, wenn unser Rückwärtslichtkegel die Raumzeitkoordinaten der Explosion schneidet.
 

Bewegt

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Bynaus schrieb:
Allgemein: Der Rückwärtslichtkegel ist der Bereich des Universums, aus dem Licht dich erreichen kann. Alle astronomischen Beobachtungen finden im Rückwärtslichtkegel statt, genauer gesagt auf dem Mantel des Rückwärtslichtkegels, wenn sich das Licht mit Lichtgeschwindigkeit im Vakuum bewegt.

Beispiel: Eine Supernova-Explosion sehen wir dann, wenn unser Rückwärtslichtkegel die Raumzeitkoordinaten der Explosion schneidet.

Ich habe vor einigen Tagen ausgerechnet, das wir Plutos zurückgestrahltes Sonnenlicht erst etwa 5,5 Stunden später sehen können als er es reflektiert. Das was wir von Pluto sehen, ist also etwa 11 Stunden altes Sonnenlicht? Licht, das wir 11 Stunden vorher direkt von der Sonne gesehen haben, natürlich nur, welches 11 Stunden vorher an einer anderen Stelle der Sonne abgeschickt wurde. Da ein Erdentag 23h56min4sek beträgt, sehen wir Pluto dann an einer völlig anderen Stelle als er sich im Moment real befindet?
(Bei einer sehr grossen Sonne, die etwa 3x so gross wie unser Sonnensystem sein soll, wäre das Licht mindestens 16,4 Stunden innerhalb dieser Sonne?)
Sehen wir die Sonne erst 8,3 Minuten später auf- und untergehen als der reale Körper gravitativ wirkt oder wirkt die Gravitation von der selben Position? So könnte sich vielleicht klären lassen, ob Gravitation sich auch mit der gleichen Geschwindigkeit wie Licht im Raum ausbreitet oder mit einer anderen Geschwindigkeit, wenn beide Messungen nicht auf den gleichen Ort weisen.

:rolleyes::) Wurden solche vergleichenden Messungen schon durchgeführt, nur ich habe noch keinen blassen Schimmer davon? Oder ist das ein völlig neuartiger Gedanke?
 

Bynaus

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Das was wir von Pluto sehen, ist also etwa 11 Stunden altes Sonnenlicht?

Ja.

Da ein Erdentag 23h56min4sek beträgt, sehen wir Pluto dann an einer völlig anderen Stelle als er sich im Moment real befindet?

Ja.

(Bei einer sehr grossen Sonne, die etwa 3x so gross wie unser Sonnensystem sein soll, wäre das Licht mindestens 16,4 Stunden innerhalb dieser Sonne?)

Nein - das Licht (bzw. die Energie), das wir heute an der Oberfläche der Sonne sehen, hat etwa 1 Million Jahre gebraucht, um sich vom Zentrum nach aussen zu bewegen - die Photonen selbst wurden in der Zeit immer wieder absorbiert, abgestrahlt, absorbiert, abgestrahlt, etc. Anders wäre es gar nicht möglich, denn bei der Kernfusion entstehen nur extrem energiereiche Gammastrahlen, die wir gar nicht sehen können.

Sehen wir die Sonne erst 8,3 Minuten später auf- und untergehen als der reale Körper gravitativ wirkt oder wirkt die Gravitation von der selben Position?

Ja, wir sehen sie 8.3 Minuten später auf- und untergehen, und nein, die Gravitation wirkt stets dort hin, wo der Körper sich auf einer linear extrapolierten Bahn befinden würde.

Wurden solche vergleichenden Messungen schon durchgeführt, nur ich habe noch keinen blassen Schimmer davon?

Ja, die Ergebnisse sind aber bestenfalls umstritten. Es kam dabei heraus, dass sich die Gravitation mit c bewegen soll, allerdings ist man sich nicht einig, ob das Experiment wirklich geeignet war, um die Geschwindigkeit der Gravitation zu messen.
 

Bewegt

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Bynaus schrieb:
Ja, wir sehen sie 8.3 Minuten später auf- und untergehen, und nein, die Gravitation wirkt stets dort hin, wo der Körper sich auf einer linear extrapolierten Bahn befinden würde.
@Bynaus
Danke für die Antworten!:)
Das kann dann doch als Nachweis gewertet werden, das Licht und Gravitation sich nicht gleichschnell durch den Raum ausbreiten, das Gravitation eine andere Ausbreitungsgeschwindigkeit haben muss als Licht, oder? Sonst wären die Messwerte optisch und gravitativ doch deckungsgleich, auf räumliche Anordnung identisch.
 

mac

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Hallo Bynaus,

diese Antwort habe ich, rein sprachtechnisch, nicht eindeutig zuordnen können.
Bynaus schrieb:
Ja, wir sehen sie 8.3 Minuten später auf- und untergehen, und nein, die Gravitation wirkt stets dort hin, wo der Körper sich auf einer linear extrapolierten Bahn befinden würde.
Wie war das gemeint? Lichtquelle und Gravitationsquelle am gleichen Ort?

Herzliche Grüße

MAC
 

Bynaus

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Lichtquelle und Gravitationsquelle sind schon am gleichen Ort, bloss nicht am Himmel an der gleichen Stelle. Und nein, das hat nichts mit unterschiedlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit zu tun.

Die Erde bewegt sich nicht auf die Position zu, die die Sonne vor 8.3 Minuten inne hatte. Sie bewegt sich auf die Position zu, die die Sonne einnimmt, wenn man ihre Position und Bewegung von vor 8.3 Minuten auf den jetztigen Zeitpunkt extrapoliert.

Wäre die Sonne in den letzten 8.3 Minuten verschwunden, würde die Erde noch weiter der Sonne auf dieser extrapolierten Bahn folgen, bis dann, 8.3 Minuten danach, der Schlag kommt. :D
 

Bewegt

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Bynaus schrieb:
Lichtquelle und Gravitationsquelle sind schon am gleichen Ort, bloss nicht am Himmel an der gleichen Stelle..
Ja, je weiter man als Betrachter vom lichtsendenden Objekt entfernt ist.
Bynaus schrieb:
Und nein, das hat nichts mit unterschiedlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit zu tun.
:confused:
Bynaus schrieb:
Die Erde bewegt sich nicht auf die Position zu, die die Sonne vor 8.3 Minuten inne hatte. Sie bewegt sich auf die Position zu, die die Sonne einnimmt, wenn man ihre Position und Bewegung von vor 8.3 Minuten auf den jetztigen Zeitpunkt extrapoliert.
Also gravitatives Wirken jetzt nach da, wo wir die Sonne in 8,3 Minuten leuchten sehen? (nur drumherum, wegen Fliehkraft)
Bynaus schrieb:
Wäre die Sonne in den letzten 8.3 Minuten verschwunden, würde die Erde noch weiter der Sonne auf dieser extrapolierten Bahn folgen, bis dann, 8.3 Minuten danach, der Schlag kommt.
:confused: Die Erde dreht sich noch um einen Ort, den die Sonne schon vor 8,3 Minuten verlassen hat, weil sich die Sonne schon weiter um das Galaxiezentrum gedreht hat, erst 8,3 Minuten später? Und Pluto 5,5 Stunden später?
Wieviel Gravitation kann das Schwarze Loch in unserer Galaxis in den letzten 30000 Jahren schon geschluckt haben, aber wir können es nicht sehen, weil wir über Licht keine Information darüber erhalten, die Sonne dreht sich jetzt also um einen gravitativen Wert, wie er vor etwa 30000 Jahren im Zentum vorhanden war? :)confused: Grosser Attraktor eine Galaxis, die schon komplett in ihrem Zentrum verschluckt wurde, vor so langer Zeit, das das Licht der damals vorhandenenen Sterne schon an uns vorbeigeflogen ist?)
( je länger ich mir über das Universum Gedanken mache, um so weniger verstehe ich, was da los ist!:D )
Wenn Lichtgeschwindigkeit in einem Schwarzen Loch neutralisiert werden kann, wieso wird Gravitation nicht genauso neutralisiert? Wenn Gravitation nicht schneller als Licht durch den Raum transportiert werden kann, wieso wird Gravitation dann nicht wie Licht im Schwarzen Loch gebunden? Kann es sein, das Schwarze Löcher Licht in Gravitation umwandeln? Je grösser der Schwarzschildradius des Objektes ist, umso mehr Gravitation erzeugt er. Die Erde mit knapp einem Zentimeter Schwarzschildradius erzeugt genug Gravitation, um einen 81,3 x leichteren Mond an sich zu binden. Je kleiner ein Körper und je weniger komprimiert ein Körper ist, um so kleiner sein Schwarzschildradius und um so kleiner seine erzeugte Gravitation. Wenn Lichtquanten ungefähr gleich gross sind, hebt sich ihr gravitatives Wirkungsfeld relativ schnell auf. Mit Zeit wird immer nur ein Verhältnis von Veränderung mehrerer Objekte zueinander gemessen. Wenn nichts wechselwirkt, existiert keine Zeit mehr. Wir können nicht wissen, ob wir uns schon in einem Schwarzen Loch befinden oder nicht. Ist es mathematisch möglich, das sich innerhalb eines Schwarzen Lochs viele weitere Steigerungen dieser Dimension bilden? Kann Licht irgendwie das Universum verlassen? Wenn Licht eine Reduktion von gravitativer Wechselwirkung im Kosmos erzeugt, ist das vielleicht der Grund für beschleunigte Expansion, mehr Masse in Licht umgewandelt verringert Gravitation im Universum und kann schneller als Masse räumliche Änderungen bewirken. Nachdenken? (max 4 Smielies) ach so! Schade. ^^ :)
 
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Bynaus

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Also gravitatives Wirken jetzt nach da, wo wir die Sonne in 8,3 Minuten leuchten sehen? (nur drumherum, wegen Fliehkraft)

Genau.

Wieviel Gravitation kann das Schwarze Loch in unserer Galaxis in den letzten 30000 Jahren schon geschluckt haben, aber wir können es nicht sehen, weil wir über Licht keine Information darüber erhalten, die Sonne dreht sich jetzt also um einen gravitativen Wert, wie er vor etwa 30000 Jahren im Zentum vorhanden war?

Die Sonne dreht sich NICHT um das zentrale Schwarze Loch. Das zentrale Loch spielt, gemessen an der Masse der ganzen Galaxis, keine Rolle - die Galaxis hat rund 200 Milliarden Sonnenmassen, das ZSL nur ca. 2 Millionen. Die Sonne dreht um den Schwerpunkt der Milchstrasse.

Doch ja, wenn sich die Sonne um das ZSL drehen würde statt um den Schwerpunkt der Milchstrasse, dann würden allfällige Änderungen in der Masse des ZSL sich erst nach diesen 30000 Jahren auswirken.

Wenn Lichtgeschwindigkeit in einem Schwarzen Loch neutralisiert werden kann, wieso wird Gravitation nicht genauso neutralisiert?

Weil Gravitation nach der Relativitätstheorie keine Kraft ist, die von Teilchen übertragen wird, sondern auf die Krümmung des Raumes zurück zu führen ist.

Je kleiner ein Körper und je weniger komprimiert ein Körper ist, um so kleiner sein Schwarzschildradius und um so kleiner seine erzeugte Gravitation.

Der Schwarzschildradius bzw. die Gravitation hängen nur und alleine von der Masse ab. Die Dichte hat nur in der Oberflächen-Schwerebeschleunigung ("g") eine Rolle.
 

Bewegt

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@Bynaus
Danke sehr für die Antworten :)
Bynaus schrieb:
Die Sonne dreht sich NICHT um das zentrale Schwarze Loch. Das zentrale Loch spielt, gemessen an der Masse der ganzen Galaxis, keine Rolle - die Galaxis hat rund 200 Milliarden Sonnenmassen, das ZSL nur ca. 2 Millionen. Die Sonne dreht um den Schwerpunkt der Milchstrasse.

Doch ja, wenn sich die Sonne um das ZSL drehen würde statt um den Schwerpunkt der Milchstrasse, dann würden allfällige Änderungen in der Masse des ZSL sich erst nach diesen 30000 Jahren auswirken.
okay, das bedeutet ergänzend, das ZSL hat vor etwa 30000 Jahren nur ca. 2 Millionen Sonnenmassen gehabt. Was es jetz für eine Masse hat, können wir erst in etwa 30000 Jahren wissen.
Bynaus schrieb:
Weil Gravitation nach der Relativitätstheorie keine Kraft ist, die von Teilchen übertragen wird, sondern auf die Krümmung des Raumes zurück zu führen ist.
Diese Krümmung des Raumes wird doch genau durch Gravitation erzeugt, oder?
Ach so, oder Masse krümmt durch ausgesendete Gravitation den Raum.
Ist so der kosmische Kreislauf?
Licht verwandelt sich in Masse, die erzeugt Gravitation, die noch mehr Masse so lang komprimiert, bis durch Kernfusion wieder Licht entsteht.
(Sorry, ich habe heute ne lahme Gripsbirne! ;) )
 

Bynaus

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okay, das bedeutet ergänzend, das ZSL hat vor etwa 30000 Jahren nur ca. 2 Millionen Sonnenmassen gehabt. Was es jetz für eine Masse hat, können wir erst in etwa 30000 Jahren wissen.

Ja, es wird allerdings nicht gross anders sein.

Licht verwandelt sich in Masse, die erzeugt Gravitation, die noch mehr Masse so lang komprimiert, bis durch Kernfusion wieder Licht entsteht.

Äh... nein. Licht verwandelt sich nicht in Masse. Licht bleibt Licht (bzw. elektromagnetische Wellen bleiben elektromagnetische Wellen).
 

mac

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Bynaus schrieb:
Äh... nein. Licht verwandelt sich nicht in Masse. Licht bleibt Licht (bzw. elektromagnetische Wellen bleiben elektromagnetische Wellen).

Jain

Paarbildung z.B. Ich nehme an dafür stand das Äh!

Gruß

MAC
 

Bynaus

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Gut, ja (ehrlich gesagt, das Äh stand nicht dafür), aber das sind winzigste Effekte, die spielen auf dem Niveau, das er meint, keine Rolle.
 

mac

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Hallo Bynaus,

dieser Teil Deiner Antwort

Bynaus schrieb:
Lichtquelle und Gravitationsquelle sind schon am gleichen Ort, bloss nicht am Himmel an der gleichen Stelle. Und nein, das hat nichts mit unterschiedlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit zu tun.

hat meine Konfusion nicht aufgelöst. Daher will ich meine Frage noch mal ganz anders formulieren.

Angenommen ich habe drei verschiedene Kameras, die ich auf die gleiche Stelle am Himmel ausrichte.

Kamera 1 ist eine gewöhnlicher Photoapparat.
Kamera 2 ist eine, hypothetische Gravitonen Kamera, also geeignet eine Gravitationsquelle abzubilden.
Kamera 3 ist empfindlich für die nicht existierenden, dafür aber unheimlich viel schneller als lichtschnellen „Sofort_da_onen“, auch MACronen genannt. Die nur den einen Daseinszweck haben: man muß nicht darauf warten, bis das Licht angekommen ist, sondern kann das Objekt sofort sehen und vor allem seine Frage klarer formulieren.

Kamera 1 und 2 würden die Sonne an der selben Stelle am Himmel abbilden (wenn die Aussage, dass Gravitation sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet den Tatsachen entspricht) und Kamera 3 bildet die Sonne jetzt schon an der Stelle ab, wo Kamera 1 und 2 sie erst in 8,3 Minuten sähen?

Ich hoffe jetzt klappt's!

Herzliche Grüße

MAC
 

Bynaus

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Kamera 1 und 2 würden die Sonne an der selben Stelle am Himmel abbilden (wenn die Aussage, dass Gravitation sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet den Tatsachen entspricht) und Kamera 3 bildet die Sonne jetzt schon an der Stelle ab, wo Kamera 1 und 2 sie erst in 8,3 Minuten sähen?

Kamera 2 bildet den Ort ab, von dem aus die Gravitation "wirkt"? Dann zeigt Kamera 1 die Sonne, Kamera 3 die Sonne, wo sie wirklich zurzeit ist und Kamera 2 die Sonne, wo sie stehen würde, wenn sie sich dem Zeitpunkt an, das von Kamera 1 empfangene Licht ausgesandt wurde, in gerade Linie weiterbewegt hätte. In praktisch allen Fällen wird die Kamera 2 also an den gleichen Ort zeigen wie Kamera 3.

Angenommen, rein hypothetisch, die Sonne wäre aus irgendwelchen Gründen innerhalb der letzten 8.3 Minuten aus ihrer Bahn ausgeschert - dann würden Kamera 1 UND Kamera 2 noch immer an den gleichen Ort wie oben beschrieben zeigen - bloss Kamera 3 würde in eine komplett andere Richtung zeigen.
 

Bewegt

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Quasar SDSS 1030+0524 soll 14,3 Milliarden Lichtjahre weit weg sein, das was wir jetzt sehen, soll ein Zustand etwa 700 Millionen Jahre nach dem Urknall sein. Liegt der Urknall dann optisch in der Nähe des Quasars? War zu dieser Zeit die Substanz unseres Sonnensystems dort in der Nähe und in 14,3 Milliarden Jahren kam diese Masse so weit von dem Quasar weg? Dann hätte sich die Masse unseres Sonnensystems ja fast ständig mit Lichgeschwindigkeit von dort entfernt? Wenn sich ein anderes Objekt mit 10 Milliarden Lichtjahren optisch in einem Winkel von (angenommen*) 93* Grad zu dem beobachteten Quasar befindet, war dann vor 10 Milliarden Jahren das Universum schon mindestens 15 Milliarden Jahre alt? Befinden sich, wenn das Alter des Universums so stimmt, nicht alle sehr alten Objekte in Richtung dieses nur 700 Millionen Jahre nach dem Urknall beobachteten Quasars? Oder ist das Universum viel älter? Der Rückwärtslichtkegel kann in mehrere Richtungen auf die Nähe des Urknalls zeigen? Wieso leuchtet der Quasar überhaupt 14,3 Miliarden Jahre altes Licht zu uns immer durch Vakuum, vor so langer Zeit war der Kosmos doch noch viel dichter, 700 Millionen Jahre nach dem Urknall hat es auch schon Vakuum gegeben und keine Masseansammlungen, die Lichgeschwindigkeit wie bei Schwarzen Löchern neutralisierten? Der Urknall leuchtet ja nur als Hintergrundstrahlung, seit 400.000 Jahren nach dem Urknall. Wie konnte ausgeschlossen werden, das Sonnenwind den Messwert von 2,72 Kelvin nicht erhöht, von der Erde aus existieren solche Partikel ja in alle Richtungen. Existiert Magnetismus auch schon beim absoluten Nullpunkt?
:( Entschuldigung, das ich wieder so viele Fragen gestellt hab´!:)


http://www.extrasolar-planets.com/astronomie/quasare.php
http://www.mpia.de/Public/menu.php?Aktuelles/PR/2001/PR010809/PR_010809.html
http://www.oearv.at/wf-Dateien/wf2001-Dateien/quasar.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Hintergrundstrahlung
 
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