Hallo,
man weiß ja, dass das Universum expandiert, weil das Licht ferner Sterne ins Rote verschoben ist.
Woher weiß man dann eigentlich dass diese Rotverschiebung wirklich daher kommt, dass sich die Sterne entfernen? Es könnte ja auch sein, dass das Licht nur deshalb rotverschoben ist, weil es länger unterwegs war und deshalb auf seiner langen Reise stärker gebremst wurde (durch Gravitation) und deshalb mehr Enerbie abgegeben hat?
Gruß
OLIVER
Hallo Oliver!
Die Rotverschiebung tritt nicht nur in seltenen Fällen, sondern sehr oft auf. Ausserdem ist sie in jeder Raumrichtung zu beobachten.
Eine bessere Erklärung wäre allerdings die Beobachtung von weit entfernten Galaxien: Hier kann man auf der einen Seite eine Rotverschiebung und auf der anderen Seite eine Blauverschiebung beobachten. Verfolgt man nun noch die einzelnen Strukturen der Galaxie, kann man feststellen, dass diese rotiert. Demnach bewegt sich also ein Teil der Galaxie auf den beobachter zu (Blauverschiebung), den andere Teil bewegt sich vom Beobachter weg (Rotverschiebung).
Zu Deinem Ansatz mit der Gravitation: Selbst wenn das Licht Energie „verlieren“ würde (was es aber nicht tut, sondern es wird durch die Gravitation gebeugt wie in einer Linse!), so hat die Gravitation hervorrufende Masse im Universum nur einen sehr geringen Anteil. Denn dazwischen ist sehr viel „NICHTS“.
Hauptsächlich gilt aber die Erklärung aus der Mitte (rotierende Galaxie)! Der Rest ist nur, um Dich von den Ansätzen mit den „Spezialfällen“ runter zu bringen. Ausserdem ist der Rest nicht sehr wissenschaftlich, also nicht zum zitieren geeignet! 
Gruß Ede
Demnach bewegt sich also ein Teil der Galaxie
auf den beobachter zu (Blauverschiebung), den andere Teil
bewegt sich vom Beobachter weg (Rotverschiebung).
Dieser relativistesche Dopplereffekt hat aber nichts mit der Expansion des Universums zu tun. Die führt nämlich zur Rotverschiebung indem die elektromagnetischen Wellen einfach mit dem Raum gestreckt werden.
Selbst wenn das Licht
Energie „verlieren“ würde (was es aber nicht tut, sondern es
wird durch die Gravitation gebeugt wie in einer Linse!)
Aber sicher verliert das Licht im Gravitationsfeld Energie. Wenn sich ein Photon von der Erdoberfläche auf den Weg ins All macht, dann muß es Arbeit gegen das Gravitationsfeld der Erde verrichten. Das führt zu einem Energieverlust, der sich in einer Rotverschiebung bemerkbar macht. Auf dem umgekehrten Wege wird das Licht entsprechend blauverschoben.
, so
hat die Gravitation hervorrufende Masse im Universum nur einen
sehr geringen Anteil. Denn dazwischen ist sehr viel „NICHTS“.Hauptsächlich gilt aber die Erklärung aus der Mitte
(rotierende Galaxie)! Der Rest ist nur, um Dich von den
Ansätzen mit den „Spezialfällen“ runter zu bringen. Ausserdem
ist der Rest nicht sehr wissenschaftlich, also nicht zum
zitieren geeignet!Gruß Ede
Dieser relativistesche Dopplereffekt hat aber nichts mit der
Expansion des Universums zu tun. Die führt nämlich zur
Rotverschiebung indem die elektromagnetischen Wellen einfach
mit dem Raum gestreckt werden.
Das hatte ich auch nicht gemeint. Ich wollte nur zeigen, dass die Rotverschiebung sich nicht ausschließlich auf die Expansion des Universums bezieht. Ich meinte aber, wenn ein Licht emittierender Körper sich vom Beobachter wegbwegt, so ist eine Rotverschiebung festzustellen. Beobachte ich diese Rotverschiebung nun bei fast allen Himmelskörpern, so bewegen sich also alle von mir weg. Folglich bin ich entweder der Ursprung all dieser Bewegungen oder das Universum expandiert.
, so
hat die Gravitation hervorrufende Masse im Universum nur einen
sehr geringen Anteil. Denn dazwischen ist sehr viel „NICHTS“.
Kann ich davon ausgehen, dass Du mir im letzten Absatz weitestgehend zustimmst, wenn Du ihn so stehen lässt?
Gruß Ede
Beobachte ich diese
Rotverschiebung nun bei fast allen Himmelskörpern, so bewegen
sich also alle von mir weg.
Das stimmt eben nicht. Unter bestimmten Bedingungen kann die Expansion des Raumes sogar dann zu einer Rotverschiebung führen, wenn sich die Lichtquelle auf mich zu bewegt.
hat die Gravitation hervorrufende Masse im Universum nur einen
sehr geringen Anteil. Denn dazwischen ist sehr viel „NICHTS“.Kann ich davon ausgehen, dass Du mir im letzten Absatz
weitestgehend zustimmst, wenn Du ihn so stehen lässt?
Im Prinzip schon. Noch wichtiger als die Masse selbst ist aber ihre Verteilung. Um rotverschoben zu werden muß sich das Licht von der Masse weg bewegen. Da wir die Rotverschiebung in allen Richtungen beobachten, müßte diese Masse also auf einer gigantischen Kugelschale verteilt sein. Dummerweise übt eine Kugelschale in ihrem Inneren aber garkeine Gravitationskräfte aus. Es gibt also überhaupt keine Masseverteilung, die zur beobachteten Rotverschiebung führen kann.
Gravitationswirkung auf Photonen?
Aber sicher verliert das Licht im Gravitationsfeld Energie.
Wenn sich ein Photon von der Erdoberfläche auf den Weg ins All
macht, dann muß es Arbeit gegen das Gravitationsfeld der Erde
verrichten. Das führt zu einem Energieverlust, der sich in
einer Rotverschiebung bemerkbar macht. Auf dem umgekehrten
Wege wird das Licht entsprechend blauverschoben.
Ich will nur mal eine Frage stellen. Wie muss ich mir die Gravitationswirkung auf Photonen vorstellen? Ich dachte eigentlich, dass Photonen masselos sind und demzufolge keine Kraftwirkung im Gravitationsfeld auf Photonen auftritt. Die Ablenkung von Photonen habe ich mir immer mit der Raumkrümmung erklärt (Gummifläche, die durch die Masse eines Körpers eingedrückt wird und das Photon durch die „Beule“ abgelenkt wird). Wenn Photonen im Gravitationsfeld aber nur abgelenkt werden, wie können sie dann Energie verlieren?
Danke
Anka
Das stimmt eben nicht. Unter bestimmten Bedingungen kann die
Expansion des Raumes sogar dann zu einer Rotverschiebung
führen, wenn sich die Lichtquelle auf mich zu bewegt.
OK! Also ich bin kein Physiker. Somit wollte ich es auch nur mit meinen begrenzten Kenntnissen erklären können. Aber Du hast mich neugierig gemacht.
Wenn Du mir vielleicht helfen könntest:
Wenn Du mit „bestimmten Bedingungen“ meinst, dass sich die Lichtquelle auf mich zu bewegt, der Raum zwischen mir und der Lichtquelle aber gedehnt wird, dann kann ich Dir leider nicht folgen!
Was sind diese „bestimmten Bedingungen“?
Gruß Ede
Ich dachte
eigentlich, dass Photonen masselos sind und demzufolge keine
Kraftwirkung im Gravitationsfeld auf Photonen auftritt.
Photonen haben Energie und nach E=mc² hat alles was Ergie hat auch Masse.
Würde es im Gravitationsfeld nicht zur Rotverschiebung kommen, dann könnte man sich folgendes Perpetuum Mobile bauen:
Man zerstrahlt eine Masse m zur Energie E=mc² und sendet sie als Lichtstrahl auf einen Turm der Höhe h. Dort macht man daraus wieder Materie und läßt diese herunterfallen, wobei die potentielle Energie dE=m*g*h frei wird. Tatsächlich geht das aber nicht, weil genau diese Energie auf dem Weg nach oben durch Rotverschiebung verloren gegengen ist.
Wenn Du mit „bestimmten Bedingungen“ meinst, dass sich die
Lichtquelle auf mich zu bewegt, der Raum zwischen mir und der
Lichtquelle aber gedehnt wird, dann kann ich Dir leider nicht
folgen!
Diese Bedingung muß ohnehin erfüllt sein.
Was sind diese „bestimmten Bedingungen“?
Damit ist die Art und Weise gemeint, mit der sich der Raum ausdehnt sowie die Geschwindigkeit und die Entfernung beider Objekte.
Wenn sich der Raum beispielsweise exponentiell ausdehnt, sich also in gleichen Zeitabständen um denselben Faktor vergrößert, dann kommt es auf jeden Fall zu einer Rotverschiebung, wenn die Objekte sich gerade so schnell, auf einander zu bewegen, daß sich ihr Abstand trotz der Expansion des Raumes nicht ändert. Erhöht sich ihre Geschwindigkeit, dann gibt es sogar trotz Verringerung des Abstandes eine Rotverschiebung. Erst ab einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit heben sich die Rotverschiebung und der Dopplereffekt gegenseitig auf.
Ein analoger Effekt ist übrigens schon gemessen worden. Durch das Gravitationsfeld der Sonne wird das Sonnenlicht so weit rotverschoben, daß selbst Satelliten, die sich langsam auf die Sonne zu bewegen anstelle der zu erwartenden Blauverschiebung eine eine Rotverschiebung registrieren.
Alle Beteiligten: nehmt es mir nicht übel, aber wenn Ihr es schaffen solltet, alle Fragen, Die Eure Stellungnahmen aufwerfen (Ich nenne mal nur: Haben Photonen Masse oder nicht) einwandfrei aufzuklären, macht Ihr einen Großteil der Physiker arbeitslos, weil die nämlich alle genau über diesen Fragen brüten und sich um die Wahrheit streiten…
Ich stimme Dir nur insofern zu, dass die weitere Diskussion (falls eine folgen sollte!) auf der Basis von eMails stattfinden sollte, um den Rahmen des Forums nicht zu sprengen.
Allerdings betrifft die Sache mit der Arbeitslosigkeit nur schlechte Physiker, da es bei diesen Beiträgen um bereits erforschte, errechnete und teils beobachtete Ergebnisse geht, die nicht aus dem Stehgreif verstanden werden können. Da ist dann eine Diskussion zur Verständnisförderung recht hilfreich!
Wenn Du Dir die Beiträge ansiehst, wirst Du feststellen, dass ich hier nicht als Erklärender, sondern als Verständnissuchender spreche!
Also, nichts für ungut.
Gruß Ede
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
noch ne Frage zur Rotverschiebung
ok, kommt ein bisschen spät, aber vielleicht liest’s ja doch einer:
Wie kann man eigentlich die Rotverschiebung konkret messen? Ich meine, um zu wissen um wieviel eine Welle verschoben ist, muss man ja schließlich wissen, wie groß die Wellenlänge ursprünglich war…
Gruß
Oliver
Hallo Oliver,
…Wie kann man eigentlich die Rotverschiebung konkret messen?
Ich meine, um zu wissen um wieviel eine Welle verschoben ist,
muss man ja schließlich wissen, wie groß die Wellenlänge
ursprünglich war…
Eine Möglichkeit: Denke an Spektren in der Atomphysik. Diese haben ein charakteristisches Aussehen. Bei der Rotverschiebung die einzelnen Spektrallinien insgesamt verschoben. So bleibt die lösbare Aufgabe dem verschobenen Spektrum ein unverschobenes zuzuweisen, woraus sich die Rotverschiebung ergibt.
Gruß
Claudius
Hallo,
Alle Beteiligten: nehmt es mir nicht übel, aber wenn Ihr es
schaffen solltet, alle Fragen, Die Eure Stellungnahmen
aufwerfen (Ich nenne mal nur: Haben Photonen Masse oder nicht)
Die Frage mit der sich Physiker beschäftigen ist ob Neutrinos Masse haben oder nicht. Bei Photonen wär mir das neu?
einwandfrei aufzuklären, macht Ihr einen Großteil der Physiker
arbeitslos, weil die nämlich alle genau über diesen Fragen
brüten und sich um die Wahrheit streiten…
Es lässt sich über Theorien streiten. Aber nicht über die Wahrheit
Und ganz so wenig Fragen hat die Physik auch wieder nicht zu bieten. Nicht alles ist Teilchenphysik.
Gruß
Claudius
Hallo,
kann es sein, dass hier zwei aneinander vorbei plappern, oder komm ich da nicht ganz mit?
Da haben wir den (kosmologischen) Doppler-Effekt und der daraus folgenden Rot- oder Blauverschiebung. Sicherlich korrekt wenn ich mir die Relativbewegung der Sterne/Galaxien betrachte.
(In dieser „Doppler-Verschiebung“ spiegelt sich die kinetische Energie der beiden Körper wieder.)
Dann gibt es die Rotverschiebung die auf der Ausdehnung des Raumes beruht.
(Hier ruhen die beiden Körper relativ zu Ihrer lokalen Umgebung und haben deshalb keine kinetische Energie.)
Schau ich mir die Sterne an , so sehe ich natürlich die Summe dieser Verschiebungen und die entsprechenden Effekte. Ob sich der Raum und damit das Universum ausdehnt sieht man an letzterer.
Die Doppler-Verschiebung sagt mir doch lediglich ob das Universum statisch oder dynamisch ist.
Gruß
Claudius
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Das ist mein Problem mit Physikern: seit 2000 Jahren glaubt ihr immer solange an das, was ihr berechnet habt, bis die eine Hälfte von Euch, die fest an ihre Variante geglaubt hat, tief beleidigt mit der Welt ist, weil die anderen im Experiment (zumeist vorläufig) ihre Version bewiesen haben. Und solange Physiker an etwas glauben, ist alles andere Ketzerei, da sind sie machmal fast schlimmer als die katholische Kirche es je war. Wenn man die Wissenschaftlichen Veröffentlichungen verfolgt, die einem als „Normalmenschen“ so zugänglich sind, kommt man zu der Ansicht, dass zum Beispiel das mit der Masse von Photonen noch gar nicht bewiesen sein kann, weil man bisher allerhöchstens aus indirekten Beobachtungen darauf schließen kann. Ich weiß, man konnte Atome bereits spalten, als man noch nicht wirklich wußte, wie die Welt letztendlich überhaupt aufgebaut ist, aber sie hießen auch danach noch „Atome“ - die unteilbaren. Und die heute vielgepriesene Superstringtheorie hat Jahrzehnte in den Kellern geschimmelt, bevor sie wirklich populär wurde. Deshalb habe ich immer so meine Zweifel, wenn Physiker absolute Aussagen treffen, solange es noch andere Meinungen gibt - sie haben sich bisher noch fast jedes Mal in der Geschichte zumindest als teilweise revidierbar erwiesen…
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Das ist mein Problem mit Physikern: seit 2000 Jahren glaubt
ihr immer solange an das, was ihr berechnet habt, bis die eine
Hälfte von Euch, die fest an ihre Variante geglaubt hat, tief
beleidigt mit der Welt ist, weil die anderen im Experiment
(zumeist vorläufig) ihre Version bewiesen haben. Und solange
Physiker an etwas glauben, ist alles andere Ketzerei, da sind
sie machmal fast schlimmer als die katholische Kirche es je
war.
verfolgt, die einem als „Normalmenschen“ so zugänglich sind,
kommt man zu der Ansicht, dass zum Beispiel das mit der Masse
von Photonen noch gar nicht bewiesen sein kann, weil man
bisher allerhöchstens aus indirekten Beobachtungen darauf
schließen kann. Ich weiß, man konnte Atome bereits spalten,
als man noch nicht wirklich wußte, wie die Welt letztendlich
überhaupt aufgebaut ist, aber sie hießen auch danach noch
„Atome“ - die unteilbaren. Und die heute vielgepriesene
Superstringtheorie hat Jahrzehnte in den Kellern geschimmelt,
bevor sie wirklich populär wurde. Deshalb habe ich immer so
meine Zweifel, wenn Physiker absolute Aussagen treffen,
solange es noch andere Meinungen gibt - sie haben sich bisher
noch fast jedes Mal in der Geschichte zumindest als teilweise
revidierbar erwiesen…
Bist Du wirklich der Meinung, dass die heutige Physik soweit gekommen wäre, ohne dass ein Physiker mit dem anderen je eine Diskussion geführt hätte?
Der Meinungsaustausch ist wichtig, gerade im Bereich der Naturwissenschaften. Denn hier werden fast immer Modelle benutzt, um Ergebnisse zu erklären. Da aber nicht alle Ergebnisse der Natur auf einen Schlag „sichtbar“ sind, müssen zwangsläufig Modelle verworfen und neue herangezogen werden.
So geschehen bei Deinem angeführten Beispiel „Atom“: Das erste Modell besagte, dass es ein unteilbares Teilchen (Atom) gibt. In allen darauf (mit großem zeitlichen Abstand) folgenden Modellen hat man nur den Namen Atom beibehalten. Es wäre auch unüberschaubar für ein und dasselbe Teilchen einen neuen Namen pro Modell einzuführen.
Ich kann Deine Einwände wirklich nicht nachvollziehen!
Gruß Ede
(PS: Wenn Du auch wirklich aufmerksam die Beiträge gelesen hast, hättest Du festgestellt, dass ich KEIN Physiker bin!)
Hallo Anka,
nur zur Ergänzung:
[…] dass Photonen masselos sind und demzufolge keine
Kraftwirkung im Gravitationsfeld auf Photonen auftritt.
Dein Denken war hier nich ganz falsch. Photonen habe nämlich keine Ruhmasse.
[…]
Gruß
Claudius
Hallo,
ohne Haare spalten zu wollen:
[…]
Man zerstrahlt eine Masse m zur Energie E=mc² und sendet sie
als Lichtstrahl auf einen Turm der Höhe h. Dort macht man
daraus wieder Materie und läßt diese herunterfallen, wobei die
potentielle Energie dE=m*g*h frei wird. Tatsächlich geht das
aber nicht, weil genau diese Energie auf dem Weg nach oben
durch Rotverschiebung verloren gegengen ist.
Ich dachte Energie geht nicht verloren. Steckt die Energie aus der Rotverschiebung nicht ind der poteniellen Energie dE ?
Gruß
Claudius
Das ist mein Problem mit Physikern: seit 2000 Jahren
Die Physik ist noch lange keine 2000 Jahre alt. Was Vorläufer wie Alchemisten… getrieben haben darf nicht in einen Topf geworfen werden.
glaubt
ihr immer solange an das, was ihr berechnet habt, bis die eine
Hälfte von Euch, die fest an ihre Variante geglaubt hat, tief
beleidigt mit der Welt ist, weil die anderen im Experiment
(zumeist vorläufig) ihre Version bewiesen haben.
So etwas nennt man wohl Weiterentwicklung. Die unzulänglichkeiten in der Persönlichkeit von verschiedenen Physikern dürfte wohl nichts mit der Wissenschaft zu tun haben.
Und solange
Physiker an etwas glauben,
Geglaubt wird in der Kirche. Physiker benutzen ein Modell solange es kein besseres gibt. Denn wie sollen Sie sonst etwas berechnen und voraussagen? Bei den meisten Modellen ist klar, dass sie nicht der Weisheit letzter Schluss sind. Es ist eine Frage der Praxis.
ist alles andere Ketzerei, da sind
sie machmal fast schlimmer als die katholische Kirche es je
war.
???
Wenn man die Wissenschaftlichen Veröffentlichungen
verfolgt, die einem als „Normalmenschen“ so zugänglich sind,
kommt man zu der Ansicht, dass zum Beispiel das mit der Masse
von Photonen noch gar nicht bewiesen sein kann, weil man
bisher allerhöchstens aus indirekten Beobachtungen darauf
schließen kann.
Photonen können direkt nachgewiesen werden. Sie haben keine Ruhemasse. Besitzen sie kinetische Energie so haben sie doch laut E=mc² auch eine Masse?
Ich weiß, man konnte Atome bereits spalten,
als man noch nicht wirklich wußte, wie die Welt letztendlich
überhaupt aufgebaut ist,
Das weiss „man“ immer noch nicht.
aber sie hießen auch danach noch
„Atome“ - die unteilbaren. Und die heute vielgepriesene
Superstringtheorie hat Jahrzehnte in den Kellern geschimmelt,
bevor sie wirklich populär wurde.
Sie wurde populär, da sie Antworten und Methoden liefert, die für gerade aktuelle Probleme NÜTZLICH ist. Es allsen sich also Dinge berechenen die nachgewiesen richtig sind. Und auch sie ist nicht der Weisheit letzer Schluss. Und Jahrzehntelanges Schimmel ist etwas übertrieben.
Deshalb habe ich immer so
meine Zweifel, wenn Physiker absolute Aussagen treffen,
Physiker treffen Aussagen aufgrunde von den benutzten Modellen.
solange es noch andere Meinungen gibt - sie haben sich bisher
noch fast jedes Mal in der Geschichte zumindest als teilweise
revidierbar erwiesen…
Es wäre schade wenn sich erkennbare Unzunlänglichkeiten in Modellen nicht durch neue Modelle bereinigen liesen. Dies ist auch das was viele Physiker tun: Neue Modelle entwickeln. Sie setzen sich durch wenn Sie sich bewähren. Also mehr als die alten können. Das brauch eben manchmal mehr Zeit (es sind hier Menschen am Werk) als nötig.
Im übrigen wurden alte „Meinungen“ meist nicht revidiert sondern sie fügten sich harmonisch in das neue Modell ein.
Kannst DU die Welt mit einem Blick erkennen?
Das die heutige Wissenschaft und wie Sie durchgeführt wird frustrieren kann mag ich einsehen. Deshalb solle Sie nicht im allgemeinen verteufelt werden.
Gruß
Claudius