Rotverschiebung experimentell

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Habe mir gerade einige Experimente zur Ermittlung der Lichtgeschwindigkeit durchgelesen.

Doch Experimente zur Rotverschiebung habe ich nicht gefunden.

Wie wird das gemacht? Wie bringt man eine Lichtquelle dazu, sich mit annähernder Lichtgeschwindigkeit vom Betrachter weg- oder hinzubewegen?

E=mc² · Anmeldungsdatum: 24.06.2014 Beiträge: 494

Man misst sie ja auch nicht in Experimenten im Labor, sondern bei astronomischen Beobachtungen (Verschiebung von Spektrallinien). Wobei man anmerken muss, dass die kosmplogische Rotverschiebung nicht die Doppler-Rotverschiebung (nach der du implizit gefragt hast), ist. Es gibt aber auch fälle, wo man die Doppler-Rotverschiebung misst (Doppelsterne, Exoplanteten, Andromeda-Galaxie (wobei es im letzteren Fall eine Blauverschiebung ist))

Es sind mir zwar keine Versuche zum Nachweis der Rotverschiebung im Labor bekannt, aber technische Anwendungen: Die Laserkühlung, die zB bei der Erzeugung von Bose-Einstein-Kondensaten benutzt wird, basiert darauf.

Tueffel · Anmeldungsdatum: 26.12.2014 Beiträge: 143

Sieh mal nach unter Pound und Rebka. Sie haben im Jahre 1960 mit Hilfe des Mössbauer-Effektes erstmalig die Frequenzänderung einer senkrecht abgestahlen elektromagnetischen Welle auf der Erdoberfläche mit Hilfe eines Nullexperiments gemessen.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026

Das war jedoch die gravitative Rotverschiebung, nicht die Dopplerverschiebung.

Ich denke, es gibt indirekte Bestätigungen bzgl. der kinematischen Rotverschiebung. Z.B. kann man den Comptoneffekt in verschiedenen Bezugssystemen (Labor, Ruhesystem Elektron, Schwerpunktsystem, ...) analysieren und berechnen. Die Umrechnung zwischen den Systemen erfolgt mittels Lorenztransformation; dabei kann man natürlich Energie, Impuls und auch Frequenz / Wellenlänge betrachten. Damit wird der Dopplereffekt m.E. indirekt bestätigt.

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Indirekte Bestätigungen sind nur zweite Wahl. Ein Echo ist eine indirekte Schallquelle, es ist aber schlichtweg falsch, das Echo als die Schallquelle selbst auszugeben. Ein Schuss auf das Echo bringt den Rufer nicht zum Verstummen.

Die Rot- bzw. Blauverschiebung des Lichts wird gerne verglichen mit Schallwellen, die von bewegten Schallquellen (Sirene des Unfallwagens) ausgeht.

In der Akustik muss sich für den Effekt der Tonhöhenänderung aber nicht die Entfernung Schallquelle - Schallempfänger ändern, es kann auch eine Laufzeitänderung durch einen rotierenden Reflektior sein. Leslie: "... in dem mithilfe eines durch Rotation ausgelösten Doppler-Effekts Schwebungen erzeugt werden." Hier ein Bild dazu: http://www.mylespaul.com/gallery/data/697/medium/judge_2.jpg

Wie wäre es denn, wenn ein Laserstrahl (wegen der guten Fokussierbarkeit) viele Male zwischen zwei Spiegeln reflektiert wird und die Spiegel verändern ihren Abstand. Wäre das ein Experiment, mit dem die Rot- Blauverschiebung nachzuweisen wäre?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026

Ja, sicher, das wäre möglich.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8576

Ein Experiment dieser Art wurde z.B. hier durchgeführt und beschrieben:
http://arxiv.org/abs/physics/0607213

Tueffel · Anmeldungsdatum: 26.12.2014 Beiträge: 143

@TomS P u. R haben die gravitative Frequenzverschiebung aber mit einer Frequenzverschiebung durch Anwendung des Doppler-Effekt kompensiert. Ist das richtig?

Ich · Anmeldungsdatum: 11.05.2006 Beiträge: 913 Wohnort: Mintraching