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Thema: Rotverschiebung im Zusammenhang der Hubble konstante zum bestimmen von Entfernungen

  1. #101
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    Zitat Zitat von M16 Adlernebel Beitrag anzeigen
    Warum? Das ist doch nur eingesetzt oder hab ich da was übersehen?
    Das zitierte Hubble-Gesetz ist ein empirisch gefundenes Gesetz, welches die heute bekannten Details aus der Kosmologie nicht berücksichtigt. Es gilt deswegen nur für relativ kleine "Entfernungen". Problematisch ist auch der Begriff "Entfernung". Sendet eine Galaxie in einer fernen Vergangenheit ein Lichtsignal, das uns heute auf der Erde erreicht, so hat sich während der Lichtlaufzeit die Distanz zu dieser Galaxie aufgrund der Expansion des Raumes vergrößert.

    Man findet aufgrund dieser Überlegung zwei neue Begriffe als Präzisierung des Entfernungsbegriffes:

    Zum einen die Laufzeit des Lichtes. Diese ist natürlich immer geringer, als das Alter des Universums (= ca. 13,6 Milliarden Jahre).

    Zum anderen den aufaddierten Gesamtweg, den das Licht unterwegs zurück gelegt hat. In der englischsprachigen Literatur, wird dieser Wert "comoving distance" genannt. Da diese spezielle Entfernung von der Art der Expansion abhängt, ist deren Berechnung deutlich aufwändiger, als beim alten Hubble-Gesetz. Es gibt dazu aber ein nettes Online-Tool: http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html . Dort kann man einen Wert für z vorgeben (beispielsweise den Wert eines bestimmten Quasars) und erhält durch einen Mausklick auf den Knopf "Flat" die Laufzeit des Lichtes (light travel time) und auch den aufaddierten Gesamtweg (comoving radial distance). Letzterer Wert ist aufgrund der Expansion und bei z > 1 numerisch schon deutlich größer als die Laufzeit des Lichtes.
    Geändert von Bernhard (29.12.2016 um 22:43 Uhr)
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  2. #102
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    Hallo MAC,

    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Was mache ich falsch?
    lass Dich nicht verwirren. Toms Beitrag zeigt eigentlich sehr schön, wie man die Rotverschiebung mit der genaueren Formel berechnen kann. Man startet mit der Quelle und berücksichtigt zuerst den Dopplerfaktor (z+1), um die Wellenlänge des Lichtsignales aus der Sicht eines hypothetischen und im Hubble-Fluss ruhenden Beobachters zu berechnen. Dann kommt die Rotverschiebung aufgrund der Expansion, wie gehabt. Und zuletzt berücksichtigt man den Dopplerfaktor des Empfängers, relativ zum Hubble-Fluss.

    Das Problem dabei ist eher, dass man die Relativgeschwindigkeiten von Quelle (Quasar o.ä. und eventuell auch vom Empfänger) in Bezug zum Hubble-Fluss gar nicht kennt.

    Für M16 gilt deswegen sicher die Empfehlung des Admins, dass die Formel von A. Müller ausreicht. Anderfalls muss der "Ärmste" ja gleich eine kleine Vorlesung für die Uni vorbereiten.
    Geändert von Bernhard (29.12.2016 um 22:45 Uhr)
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  3. #103
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Für M16 gilt deswegen sicher die Empfehlung des Admins, dass die Formel von A. Müller ausreicht. Anderfalls muss der "Ärmste" ja gleich eine kleine Vorlesung für die Uni vorbereiten.
    Jo stimmt und dann beende ich an der Stelle auch zufrieden das aktive Mitdiskutieren müsste dann damit alles haben ein dank an alle auch wenn die Diskusion leider auch von Anfeindungen unterbrochen wurde was ich sehr schade fand die angeregte Diskussion konnte mir sehr weiterhelfen.
    __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ ___
    VG
    Hadrian Blackwater

  4. #104
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    Zur Übersicht:
    juRo, Yukterez: nicht-Physiker.
    TomS, Bernhard, Mac: Physiker.

  5. #105
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    Zitat Zitat von Yukterez Beitrag anzeigen
    Hier geht es genau darum die Rotverschiebung im Rahmen der Standardkosmologie zu untersuchen, selbstverständlich wird da auf großen Skalen von Homogenität und Isotropie ausgegangen.
    Du hast eine Faktorisierung angegeben, die nicht allgemeingültig ist und eine andere Darstellung kritisiert, die ebenfalls nicht allgemeingültig ist; ich habe mir erlaubt, das zu präzisieren.

    Zitat Zitat von Yukterez Beitrag anzeigen
    Lokale Mini-Inhomogenitäten kürzen sich weg, da das Licht am Weg heraus aus dem Topf genau so viel Energie verliert wie es am Weg hinein gewinnt.
    Das ist Quatsch. Für Inhomogenitäten "unterwegs" natürlich ja, aber wieso sollten sich unterschiedliche Inhomogenitäten bei Sender und Empfänger wegkürzen? Das ist eine Annahme. Und es gibt genügend Untersuchungen zu gerade diesen Korrekturen, die diese Annahmen hinterfragen.

    Zitat Zitat von Yukterez Beitrag anzeigen
    Was in irgendwelchen Privatkosmologien für Formeln gelten weiß ich natürlich nicht, ich kann mich nur darüber äußern was man im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie in einem Friedmann-Universum für Ergenisse erhält.
    Wie gesagt, derartige Untersuchungen werden durchgeführt.

    Zitat Zitat von Yukterez Beitrag anzeigen
    Andere Theorien sollten wohl eher im "gegen den Mainstream"-Bereich diskutiert werden, es sei denn der normale Mainstream geht gegen den hiesigen Forenmainstream.
    Genau. Die exakten Formeln kommen in "gegen den Mainstream", und "Yukterez hat's irgendwo abgeschrieben" darf weiter diskutiert werden.

    Zitat Zitat von Yukterez Beitrag anzeigen
    Dabei bleibend dass meine Formel im Rahmen der Theorie ein exaktes Ergebnis liefert ...
    Widdewiddewitt und Drei macht Neune !!
    Ich mach' mir die Welt
    Widdewidde wie sie mir gefällt ....
    Gruß
    Tom

    «while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

  6. #106
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    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Du hast eine Faktorisierung angegeben, die nicht allgemeingültig ist und eine andere Darstellung kritisiert, die ebenfalls nicht allgemeingültig ist; ich habe mir erlaubt, das zu präzisieren.
    Ich würde eher sagen Chrischan hat eine Vereinfachung für geringe Rotverschiebungen angegeben, und ich habe die exakte Formel geliefert. Und dann waren da Mac & Co die behauptet haben die exakte Formel wäre komplett falsch, und nur die Vereinfachung richtig weil z=-1 usw. (:

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Das ist Quatsch. Für Inhomogenitäten "unterwegs" natürlich ja, aber wieso sollten sich unterschiedliche Inhomogenitäten bei Sender und Empfänger wegkürzen?
    Das habe ich nie behauptet, und das würde auch die ganze z_grav Komponente überflüssig machen. Ich sprach von Inhomogenitäten unterwegs wo das Licht in ein Gravitationspotential hinein- und wieder hinausfährt. Trotzdem, netter Versuch!

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Wie gesagt, derartige Untersuchungen werden durchgeführt.
    Und inwiefern sind sie im Rahmen der Aufgabenstellung hier im Thread oder des Referats in der 10. Klasse relevant?

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Genau. Die exakten Formeln kommen in "gegen den Mainstream", und "Yukterez hat's irgendwo abgeschrieben"
    Wo habe ich z_total=(z_rec+1)(z_pec+1)(z_grav+1)-1 abgeschrieben? Da draufzukommen erfordert nur einen mininalen Denkaufwand. Ich glaube du verwechselst mich mit Chrischan und Mac, die haben ihre Vereinfachung für geringe Rotverschiebungen z_total=z_rec+z_pec+z_grav bei Andreas Müller abgeschrieben (: Auch der Schuß ging wohl wieder mal nach hinten los!

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Widdewiddewitt und Drei macht Neune !! Ich mach' mir die Welt Widdewidde wie sie mir gefällt
    Allerdings; mir wirfst du vor dass ich meine Formel abgeschrieben hätte obwohl jeder weiß wo ihr eure Formel abgeschrieben habt...

    Kopfschüttelnd,

    Yukterez
    Geändert von Yukterez (30.12.2016 um 05:13 Uhr) Grund: Formeln eingesetzt

  7. #107
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Für M16 gilt deswegen sicher die Empfehlung des Admins, dass die Formel von A. Müller ausreicht. Anderfalls muss der "Ärmste" ja gleich eine kleine Vorlesung für die Uni vorbereiten.
    So ein Blödsinn. Der Unterschied zwischen dem korrekten z_total=(z_rec+1)(z_pec+1)(z_grav+1) und Müllers z_total=z_rec+z_pec+z_grav ist nicht so groß dass er das Referat deswegen gleich in eine Uni-Vorlesung verwandeln würde. Bei der richtigen Formel wird halt auch multipliziert, und bei der einfachen nur addiert aber die Punktrechnung versteht man eigentlich schon in der Volksschule. Die Rechnung von Seite 5 mit den Integralen ist es die er fürs Referat nicht braucht, aber die war auch nicht zum an der Tafel vorrechnen gedacht sondern als Antwort darauf wie groß der Unterschied zwischen damaliger und heutiger Entfernung bei weit entfernten Objekten im Vergleich zur linearen Approximation die er bis 2 Mrd. Lj. Entfernung verwenden kann ist.

    Das Kind nicht mit dem Bade ausschüttend,

    Yukterez

  8. #108
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    Ich habe ganz vergessen dieses nicht ganz uninteressante Detail zu erwähnen:

    Zitat Zitat von Yukterez Beitrag anzeigen
    Oder umgekehrt: wenn es zum Zeitpunkt der Lichtaussendung 2 Mrd. Lj. (z=0.168) waren dann ist es heute schon 2.35 Mrd. Lj. entfernt, und der Hubbleparameter ist heute auch schon wieder um 8% geringer als damals. Die Lichtreisezeit beträgt hier 2.17 Mrd. Jahre.
    Es gibt aber auch Objekte die sich zum Zeitpunkt als sie ihr Licht aussandten ebenfalls 2 Mrd. Lj. (z=16.3) von uns entfernt befanden, aber heute bereits 34.6 Mrd. Lichtjahre weit weg sind. Allerdings befanden sich diese nicht wie im anderen Beispiel vor 2.17 Mrd. Jahren so weit weg, sondern vor 13.58 Mrd. Jahren.

    Dass wir heute sowohl die einen als auch die anderen Objekte zugleich sehen können liegt an der Krümmung des Vergangenheitslichtkegels, siehe das Diagramm für den aktuellen Lichtkegel in proper distances und die Animation für die Evolution des Lichtkegels.

    Ergänzend,

    Yukterez

  9. #109
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Hallo MAC,

    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Was ich dabei nicht verstehe: Verwende ich für die Pekuliargeschwindigkeit eine Blauverschiebung von -0,5 und für die Expansionsgeschwindigkeit derselben Quelle ein z von 0,5, und für die Gravitation 0, dann würde ich auch mit der Faktordarstellung eine Summe von z=0 erwarten, die ich aber nicht bekomme, stattdessen erhalte ich als Summe für z -0,25. Anders als mit der Summendarstellung. Was mache ich falsch?
    lass Dich nicht verwirren. Toms Beitrag zeigt eigentlich sehr schön, wie man die Rotverschiebung mit der genaueren Formel berechnen kann. Man startet mit der Quelle und berücksichtigt zuerst den Dopplerfaktor (z+1), um die Wellenlänge des Lichtsignales aus der Sicht eines hypothetischen und im Hubble-Fluss ruhenden Beobachters zu berechnen. Dann kommt die Rotverschiebung aufgrund der Expansion, wie gehabt. Und zuletzt berücksichtigt man den Dopplerfaktor des Empfängers, relativ zum Hubble-Fluss.
    Und wie "berücksicht" man diese ganzen (z+1)? Etwa indem man sie mulipliziert so wie ich es am 27.12. verkündet:

    Zitat Zitat von Yukterez Beitrag anzeigen
    z_total = (z_peculiar+1)(z_recessional+1)(z_gravitational+1)-1
    und TomS es 7 Seiten später am 29.12. zugegeben hat:

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Die für hohe z taugliche Darstellung 1+z=(1+z1)(1+z12)(1+z2) und die Näherung z=z1+z12+z2
    Vielleicht hast du es nicht gemerkt weil Tom seinen z's andere Subscripts verpasst hat, aber die für hohe z taugliche Formel ist die gleiche wie meine, also die die von Mac & Co als falsch bezeichnet wurde, und die die er nur als Näherung bezeichnet ist die die von Mac und seinen Freunden als die einzig Wahre gelobt wurde.

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Die exakten Formeln kommen in "gegen den Mainstream", und "Yukterez hat's irgendwo abgeschrieben" darf weiter diskutiert werden.
    Ich habe die Formel 2 Tage und 7 Seiten vor dir gepostet. Wer hat hier also von wem abgeschrieben?

    Interessiert,

    Yukterez

  10. #110
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    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Verwende ich für die Pekuliargeschwindigkeit eine Blauverschiebung von -0,5 und für die Expansionsgeschwindigkeit derselben Quelle ein z von 0,5, und für die Gravitation 0, dann würde ich auch mit der Faktordarstellung eine Summe von z=0 erwarten
    Tja, siehst du, es ist eben doch nicht dein z_total=z_recession+z_peculiar=0.5-0.5=0, sondern mein z_total=(z_recession+1)(z_peculiar+1)-1=1.5·0.5-1=-0.25 (: So viel zum Thema

    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    mit den Informationen die Du im Web bekommst, mußt Du sehr misstrauisch umgehen. Auch ist nicht jede Information so leicht als falsch zu durchschauen wie diese: Zitat von Yukterez: "z_total=(z_rec+1)(z_pec+1)(z_grav+1)-1" Wenn Du dagegen in vertrauenswürdigen Quellen nachliest, findest Du "z_total=z_cosmo+z_doppler+z_grav"
    Es von Anfang an gesagt habend,

    Yukterez

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