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Dopplerrotverschiebung versus Kosmologische Roteverschiebung 15 Okt 2021 18:38 #1083

  • Denobio
  • Denobios Avatar Autor
Ich weiß um die teils hitzigen Kämpfe für die Sicht, beide hätten miteinander nichts zu tun.
Allein, Dopplerrotverschiebung und kosmologische Rotverschiebung sind ununterscheidbar, also das gleiche. Die Rotverschiebung kommt allein dadurch zustande, dass die Weltlinie eines Lichtstrahls auf diejenige eines Beobachters projiziert wird. Der Winkel zwischen den beiden, und damit das Ergebnis der Projektion, hängt vom Beobachter ab. Der Winkel weiß naturgemäß nichts davon, wie er zustande kam.

Wenn ich die kosmologische Rotverschiebung (und das darf ich laut obiger Erklärung) als Dopplerverschiebung interpretiere, gibt es auch keinen Energieverlust, der etwa von der Raumzeit aufgenommen worden wäre, sondern im emittierenden Inertialsystem ist die Energie erhalten. Niemand würde beim Dopplereffekt davon sprechen, dass die Energie nicht erhalten wäre. Aber beim Kosmologischen Dopplereffekt zerbrechen sich Leute die Köpfe, wo die Energie wohl hin sei.

Was meinen Sie?

Dopplerrotverschiebung versus Kosmologische Roteverschiebung 16 Okt 2021 09:20 #1084

Die Rotverschiebung kommt allein dadurch zustande, dass die Weltlinie eines Lichtstrahls auf diejenige eines Beobachters projiziert wird.

Das ist im Prinzip richtig, allerdings hängt die Rotverschiebung von der Expansion während der Lichtlaufzeit ab, während die Rezessionsgeschwindigkeit zwischen Emission und Empfang schwierig zu definieren ist. Einerseits vergrößert sich die Rezessionsgeschwindigkeit durch die größere Entfernung und andererseits sinkt der Hubbleparameter in dieser Zeit.

Der kleine Unterschied ergibt sich dabei allerdings daraus, dass das Licht mit dem expandierenden Raum mitbewegt wird, aus Sicht des Senders beschleunigt und aus Sicht des Empfängers gebremst. Dadurch empfangen wir heute die Hintergrundstrahlung von Regionen, die sich damals mit einem Vielfachen der Lichtgeschwindigkeit von uns entfernt haben, was nach der Dopplerformel gar nicht möglich wäre.

gibt es auch keinen Energieverlust, der etwa von der Raumzeit aufgenommen worden wäre, sondern im emittierenden Inertialsystem ist die Energie erhalten

Dies ist vollkommen richtig, genauso wie auch im Gravitationsfeld. Jedoch fällt es in der Kosmologie auch insoweit schwer, den Bezug zum Sender herzustellen, der sowohl zum Zeitpunkt des Sendens wie auch heute (und womöglich während der gesamten Lichtlaufzeit) weit hinter dem Hubble Horizont verborgen ist bzw war.

In der Kosmologie ist die Betrachtungsweise insoweit auch ganz anders als in der SRT mit der Ebene der subjektiven Gleichzeitigkeit (dt²=0), da entweder die Foliation der Gleichaltrigkeit (Weltalter) oder die Lichtartigkeit (Beobachtungen) verglichen werden. Das Hubble Gesetz zB gilt zwar in der Foliation der Gleichaltrigkeit immer exakt, niemals jedoch in der Ebene der Gleichzeitigkeit.
Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

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