Rotverschiebung: Sterne kommen näher

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Hallo,

angenommen, unser Sonnensystem und ein fiktiver Stern bewegen sich im spitzen Winkel auf einen gemeinsamen Treffpunkt zu. Sie kommen sich immer näher.

Was würden wir sehen?

Das Licht, das der Stern vor 1 Mio Jahren abgeschickt hat, scheint von der Position zu kommen, an der sich dieser Stern vor 1 Mio Jahren befunden hat.

Dieser Stern und wir "fliegen" in die gleiche Richtung und entfernen uns von diesem Punkt. Also würden wir eine Rotverschiebung sehen.

Nehmen wir statt des einen Sterns beliebig viele, die sich mit uns in eine Richtung bewegen. Also wie eine Reihe Läufer, die mit etwa gleicher Geschwindigkeit nebeneinander herlaufen in Richtung desselben Ziels.

Wir (A) sehen zuerst das Licht des nächsten Sterns (B). Etwas weiter zurück das vom Übernächsten (C). Das Licht von C brauchte länger zu uns als das von B, C scheint also noch nicht so weit vom Start weggekommen zu sein.

Würde C auch eine größere Rotverschiebung zeigen als B?

Nehmen wir an, A sei 1 Mio Lichtjahre (LJ) von B entfernt und C nochmals 1 Mio LJ.

Solange wir unbewegt auf der Startlinie verharren, bleibt die Entfernung stabil. Das Licht von B braucht 1 Mio Jahre zu uns, das von C 2 Mio Jahre. Beide zeigen keine Rot- oder Blau-Verschiebung.

Nun geht das Rennen los. Wenn sich das Universum mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnt, wäre die halbe Lichtgeschwindigkeit wohl zulässig für unser Gedanken-Experiment.

A, B und C sind auf parallelen Bahnen gleich schnell. Was sehen wir nach 2 Mio Jahren?

C steht immer noch am Start. Genaugenommen sehen wir das Licht, das lange vor dem Start-Zeitpunkt abgeschickt wurde und nun an dem Punkt zu sehen ist, wo wir uns befinden.

B ist in Bewegung, aber deutlich hinter uns. Demnach entfernen wir uns schneller von C als von B. C zeigt die stärkere Rotverschiebung.

Und das Streben zu einem gemeinsamen Kollisionspunkt wird uns nun als expandierendes Universum schmackhaft gemacht.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18088

Das ist im allgemeinen ziemlich kompliziert zu berechnen. Einige deiner Vorstellungen sind nicht korrekt, z.B. ist

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Hallo TomS,

mir ist ein Denkfehler bei meinem Beispiel aufgefallen.

Die Sterne beschleunigen ja gar nicht vom gedachten Start-Zeitpunkt, sondern flitzen mit (wahrscheinlich) konstanter Geschwindigkeit über die gedachte Startlinie.

Ich denke darüber nach, wie sich zwei und mehr Punkte voneinander entfernen können ohne die Notwendigkeit eines wachsenden Raums.

Der wachsende Raum ist ja "nur" ein Denk-Konstrukt aufgrund der dopplerschen Rot-Verschiebung. Konstantin Meyl (auf der Seite nach "Rotverschiebung" suchen) und ViaVetoTV teilen diese Schlussfolgerung nicht.

In einem Strudel etwa entfernen sich Wasser-Teilchen voneinander, ohne dass das Badezimmer größer wird ;-)

Auch die Tropfen eines tropfenden Wasserhahns entfernen sich voneinander. Hier ist sogar "nur" eine lineare Bewegung nötig. Dass ein fallender Tropfen nicht sehen kann, dass die ganz unten irgenwo aufschlagen, mag seinen schlechten Fernrohren zuzuschreiben sein.

Die Sterne, die spiralförmig mit wachsender Geschwindigkeit zu einem schwarzen Loch streben, sollten untereinander auch eine Rotverschiebung sehen.

Und was passiert eigentlich, wenn der Weg des Lichts vom Stern zum Beobachter gedehnt wird, Also Stern und Beobachter behalten dieselbe Entfernung, aber das Licht wird gekrümmt. Das passiert ja beim Sonnen-Untergang durch Brechung in der Atmosphäre. Die bereits untergegangene Sonne ist noch zu sehen, das Licht biegt sich um den Horizont und hat einen längeren Weg als zur Mittagszeit.

Diese Rotverschiebung nennt man auch "Abendrot" ;-)

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Wie würde sich eigentlich die Änderung der Lichtgeschwindigkeit auf die Farbe auswirken?

Angenommen, ich lasse das Licht im Labor durch einen leeren Glasbehälter laufen.

Nun lasse ich Luft in den Behälter, die Lichtgeschwindigkeit wird kleiner. Bedeutet das, die "Wellen" werden gestaucht, das Licht innerhalb des Behälters verschiebt sich in Richtung blau?

Vielleicht könnte man dem Licht auch eine zunehmende Menge Glasscheiben in den Weg stellen, einen Wasserspiegel steigen lassen um es zu verlangsamen oder dieses hier:

"Als Pionier beim Bändigen von Lichtstrahlen gilt Lene Vestergaard Hau von der Harvard University in Cambridge. Ein von ihr geleitetes Team konnte 1999 Licht auf eine Geschwindigkeit von nur 17 Meter pro Sekunde abbremsen. Mit Laserlicht hatten die Forscher ein Natriumgas fast bis zum absoluten Nullpunkt abgekühlt, sodass sich dessen optische Eigenschaften dramatisch veränderten."

spiegel.de