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Hubble-Gesetz und Rotverschiebung 30 Apr 2021 13:10 #552

  • P.Hoffmann
  • P.Hoffmanns Avatar Autor
Hallo "Urknall-Weltall-Leben" Team,

die AzS Videos und das Buch "Können wir die Welt verstehen" (super Beiträge) haben mich dazu animiert in einige Themen etwas tiefer einzusteigen, so z.B. das Hubble-Gesetz und die Rotverschiebung.
Einige Berechnungen auf den Seiten 4 und 5 im Tutorial "Hubble-Gesetz" waren für mich nicht so ganz nachvollziehbar.
Ich weiss zwar nicht , ob Fragen dazu hier hingehören, es wäre aber super, wenn ihr sie beantworten könntet.

1.) Seite 4: "...Setzt man in Gleichung (3) die Fluchtgeschwindigkeit v0=c, so ergibt sich für d0 eine Entfernung von 13,8 Mrd Lichtjahren, entsprechend ein Rotverschiebung z=1,46..."
Wie kann z aus d0 bestimmt werden?

2.) Seite 5: "...Erst bei z=1,6 entsprechend einem Hubble-Parameter He von 167 km/s Mpc ...."
Woraus ergibt sich die Annahme z=1,6 ?

3.) Seite 5: "...Nach heutiger Erkenntnis entstanden die ersten Sterne bereits 200 Millionen Jahre nach dem Urknall, entsprechend einem z=18,5...."
Wie können d0 und v0 bei einem angenommenen z bestimmt werden ?

Vielen Dank im Voraus
P.Hoffmann

Hubble-Gesetz und Rotverschiebung 30 Apr 2021 17:31 #556

Ich habe das Thema verschoben, weil ich wegen der Seitenangaben zuerst auf das Buch geschlossen habe, aber wir können es ja jetzt hier belassen.

Nicht alle Rechnungen sind einfach, häufig kommt man ohne Integral nicht aus.

Das Problem ist generell, dass es 3 grundsätzliche Mitspieler gibt:
Strahlung, Materie und das Vakuum. Jedes gehorcht anderen Gesetzen und dann kann auch noch Strahlung in Materie verwandelt werden und umgekehrt.

Für die Zeiten ab der Rekombination (Ursprung der Hintergrundstrahlung) genügt es aber, sich auf die Betrachtung von Materie und Vakuum zu beschränken, weil die Strahlung keine Bedeutung mehr hat.

Gleichung (3) im Tutorial ist jedoch für diese Entfernungen nicht mehr adäquat sondern dient ja nur der Definition einer höchsten Grenze. Dies ist die einfachste überschlägige Berechnung und nur innerhalb einer Zeitscheibe (gleichalt) exakt korrekt.

Auch die Entfernungen sind immer mit Vorsicht zu genießen, da es sehr unterschiedliche Maßstäbe gibt, hierzu gibt es das Tutorial Entfernungen.

Ich empfehle den Rechner von Ned Wright oder Gnedin
home.fnal.gov/~gnedin/cc/

PS: In meinem Firefox wird der erste Link immer verändert und geht dann nicht. Schon das http wird in https verwandelt und ein Slash wird entfernt...kurios.
Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

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