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Großstrukturen 3

Die Galaxienflucht, das Hubblegesetz und die Entfernungsmessung

Detailreicher im Buch Kapitel 33

Überblick

Galaxienflucht
  • Misst man das Spektrum von Galaxien, so sind typischerweise gut erkennbare Spektrallinien um z verschoben aufzufinden. Die Erklärung mit dem Dopplereffekt besagt, dass die Galaxien also eine Radialbewegung uns gegenüber machen.
  • Lerne die Dopplerformel: z = v/c = Δλ / λ₀
  • Die meisten Galaxien, insbesondere alle, die über 100 Mpc entfernt sind, entfernen sich - sind also rotverschoben.
  • Dieses Phänomen nennt man Galaxienflucht.
Hubble
  • Hubble erkannte in Messwerten, dass Galaxien, die weiter entfernt sind, sich auch schneller von uns entfernen!
  • Der Zusammenhang ist linear mit v = r* H₀ = r * 74 km/s je Mpc ( = z * c)
  • Der aktuelle Wert für H₀ ist als nichtkonstant anzusehen. Er wird früher einen anderen Wert gehabt haben.
  • Mpc sind Megaparsec
  • Rosinenkuchenmodell: Es ist nicht so, dass die Galaxien sich speziell von uns entfernen - sie entfernen sich genauso auch von einander. Genauso bewegen sich Rosinen in einem Hefeteig, der gleichmäßig aufgeht, von einander. Je weiter sie von einander bereits entfernt sind, um so größer ist die Geschwindigkeit, mit der sie sich von einander entfernen. Stehst du im Teig und ortest in alle Richtungen Rosinen, so gibt es kein erkennbares Zentrum, solange du kein Ende siehst…
Entfernungsmessung mit dem Hubblegesetz
  • Da der Zusammenhang nun als gegeben angesehen werden kann, werden wir aus der Rotverschiebung einer Galaxie ihre Entfernung berechnen!
  • Bsp.: Eine Spektrallinie ist um 20% nach rot verschoben → z=0,2 → v= 0,2c → r=v/H₀=0,2*3*10^8/74000 Mpc=810 Mpc

Zusammenfassung Entfernungsmessungen

Je nach Entfernung eines Objekts finden sich unterschiedliche Methoden zur Entfernungsbestimmung.

  • Die Entfernungsbereiche überlappen → eichen möglich
  • hat man z.B. eine Supernova in einer fernen Galaxie, so kennt man die Entfernung der ganzen Galaxie

Siehe dazu auch das Kapitel 36 (nur eine halbe Seite)!

Fortsetzung am 2.4. mit der lokalen Gruppe, Galaxienhaufen, Quasaren und dem Einstieg in die Kosmologie.