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THEMA: Messgenauigkeit: Rotverschiebung Experiment

Messgenauigkeit: Rotverschiebung Experiment 27 Jan 2017 13:00 #11563

Eine Frage an die Experimental-Spezialisten hier: Wie genau können wir Rotverschiebungen im Labor messen? Bzw. welche Entfernung zwischen einer Lichtquelle mit bekannter Frequenz und einem Beobachtungspunkt wäre nötig, um eine Rotverschiebung des ausgesendeten Lichts zu messen ?

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Messgenauigkeit: Rotverschiebung Experiment 27 Jan 2017 13:12 #11566

Die Frage nach einer Mindestentfernung ist eigentlich sinnlos.
Nicht die Entfernung sondern die Relativgeschwindigkeit zwischen Quelle und Meßeinrichtung ist als Rot oder Blauverschiebung meßbar.
(siehe Dopplereffekt)

Gruß
Merilix

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Messgenauigkeit: Rotverschiebung Experiment 27 Jan 2017 14:08 #11569

Ich dachte eher daran die Ausdehnung der Raumzeit zwischen A und B zu messen.

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Messgenauigkeit: Rotverschiebung Experiment 27 Jan 2017 14:34 #11570

Naja, Entfernungen von über 10 Millionen Lichtjahre bekommt man schlecht in ein Labor gepackt. ;)

Die Expansion muss schon deutlich über lokale Anziehungskräfte dominieren um eine gemessene Rotverschiebung eindeutig der Expansion zuordnen zu können.


Gruß
Merilix

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Messgenauigkeit: Rotverschiebung Experiment 27 Jan 2017 14:39 #11571

Ok, dann evtl anders. Welches Ergebnis würde man erwarten wenn man die RV eines weit entfernten Objekts misst, zwischen dem und uns nachweislich keine größere Masse ist, und sich dann eine signifikante Masse zwischen das Objekt und uns schiebt?

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Messgenauigkeit: Rotverschiebung Experiment 27 Jan 2017 15:18 #11573

Anderes Gedankenexperiment.

Eine Lichtquelle Q1 sei gleich weit entfernt von den Beobachtern B1, B2 und B3 welche sich bezogen auf Q1 im 120° Winkel um die Lichtquelle befinden. (Also wie ein Mercedes-Stern mit der Lichtquelle in der Mitte und den Beobachtern am Ende der Zinken)

Zwischen Q1 und B1 ist nichts, nur der leere Weltraum mit den üblichen paar wenigen verirrten Teilchen pro Kubikkilometer.
Zwischen Q1 und B2 befindet sich eine riesige Masse sagen wir ein supermassereiches Schwarzes Loch
Zwischen Q1 und B3 sei auf dem direkten Weg nichts, noch sei dieser "Tunnel" von vielen Massen umgeben, etwa wie zueinander versetzte Straßenlaternen am Wegrand.

Welche Ergebnisse bei der Messung der Rotverschiebung wären für die einzelnen Beobachter zu erwarten? Unter der Annahme, dass B1, B2 und B3 sich mit der exakt gleichen Geschwindigkeit relativ zu Q1 bewegen, also sie sich gleich schnell darauf zu oder davon weg bewegen oder bei allen dreien die Geschwindigkeit null ist, sie also im gleichen Abstand sind und auch so bleiben - sich also nur die Ausdehnung des Universums auf die Abstände auswirkt?

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Messgenauigkeit: Rotverschiebung Experiment 28 Jan 2017 12:16 #11594

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Moin,

Bzw. welche Entfernung zwischen einer Lichtquelle mit bekannter Frequenz und einem Beobachtungspunkt wäre nötig, um eine Rotverschiebung des ausgesendeten Lichts zu messen ?


Im Netz laß ich neulich, man könne bei den neuen LED-Leuchten der modernen Autos den Red- oder Blueshift mit bloßem Auge erkennen.
Ausprobiert habe ich das noch nicht. Ich bin kein Autofahrer.
Möglich dass man gute Augen dafür braucht.

Eine Lichtquelle Q1 sei gleich weit entfernt von den Beobachtern B1, B2 und B3 welche sich bezogen auf Q1 im 120° Winkel um die Lichtquelle befinden. (Also wie ein Mercedes-Stern mit der Lichtquelle in der Mitte und den Beobachtern am Ende der Zinken)

Zwischen Q1 und B1 ist nichts, nur der leere Weltraum mit den üblichen paar wenigen verirrten Teilchen pro Kubikkilometer.
Zwischen Q1 und B2 befindet sich eine riesige Masse sagen wir ein supermassereiches Schwarzes Loch
Zwischen Q1 und B3 sei auf dem direkten Weg nichts, noch sei dieser "Tunnel" von vielen Massen umgeben, etwa wie zueinander versetzte Straßenlaternen am Wegrand.

Welche Ergebnisse bei der Messung der Rotverschiebung wären für die einzelnen Beobachter zu erwarten? Unter der Annahme, dass B1, B2 und B3 sich mit der exakt gleichen Geschwindigkeit relativ zu Q1 bewegen, also sie sich gleich schnell darauf zu oder davon weg bewegen oder bei allen dreien die Geschwindigkeit null ist, sie also im gleichen Abstand sind und auch so bleiben - sich also nur die Ausdehnung des Universums auf die Abstände auswirkt?

Erstmal müsste man wissen, wie weit Q1 von Bx jeweils entfernt ist.
Der Anteil an kosmologischer Rotverschiebung nimmt mit der Entfernung zu.
Während dieser Anteil bei einem Objekt - vorausgesetzt der Raum in deinem Gedankenexperiment expandiert so, wie wir das für unsere Raumzeit annehmen-, das 4 Millionen Lichtjahre entfernt ist, noch sehr gering ist, erhöht er sich mit größerer Entfernung, bis schließlich bei 100 MPC der Anteil der Doppler-Rotverschiebung in Zusammenhang mit eigentümlichen Bewegungen verschwindend gering wird.
Vielleicht kann man so antworten:
Zwischen Q1 und B1 sieht man nur Doppler-Rotverschiebung, denn Expansion hast du nicht definiert.
Zwischen Q1 und B2 kommt es drauf an, wie groß das schwarze Loch ist. Bei geeigneter Größe und Entfernung, könnte es gut sein, dass man von Q1 aus nichts mehr von B2 sehen kann.
Zwischen Q1 und B3 ist der Lichtweg flankiert von Massen, die diese Strecke ausformen. Auch da käme es auf die spezielle Konstellation an. Tendenziell ist man im Zick-Zack-Kurs länger unterwegs als gradeaus.


Beste Grüße
Folgende Benutzer bedankten sich: Madouc99

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Messgenauigkeit: Rotverschiebung Experiment 31 Jan 2017 17:02 #11658

Hi Ropp,

vielen Dank für deine Antwort. :)

Erstmal müsste man wissen, wie weit Q1 von Bx jeweils entfernt ist.

Die Entfernung sei beliebig, setz irgend etwas ein. Nur für alle drei am Anfang gleich.

Zwischen Q1 und B1 sieht man nur Doppler-Rotverschiebung, denn Expansion hast du nicht definiert.

Ich gehe natürlich von einer "üblichen" Expansion aus

Zwischen Q1 und B2 kommt es drauf an, wie groß das schwarze Loch ist. Bei geeigneter Größe und Entfernung, könnte es gut sein, dass man von Q1 aus nichts mehr von B2 sehen kann.

Ich dachte eher an einen Gravitationslinsen Effekt, und dass Beobachter 2 Q1 mehrfach sieht und auch scheinbar an einem anderen Ort, nicht dort wo sie wirklich ist nämlich direkt hinter dem SL. Unklar ist für mich nur welchen Wert die Rotverschiebung in diesem Falle hätte.

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