Quasare

flar19 · Anmeldungsdatum: 13.01.2021 Beiträge: 10

Ich habe gelesen, dass das Licht dieser Radioquellen extrem rotverschoben ist und dass diese Rotverschiebung durch die kosmologische Entfernung zurückgeführt wird. Könnte es nicht auch sein, dass das abgestrahlte Licht dem Schwerefeld des vermeintlich dichten Sterns (Schwarzes Loch) entkommen muss?

flar19 · Anmeldungsdatum: 13.01.2021 Beiträge: 10

Hallo,

kann mir keiner etwas dazu sagen, warum es ausgeschlossen wird, dass die Rotverschiebung des Quasar-Lichtes gravitativ verursacht wird und deshalb kosmologisch begründet werden muss?

Viele Grüße,

Ralf

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18018

Das Licht wird sicher durch beides beeinflusst, allerdings in unterschiedlichem Maße.

Die kosmologische Rotverschiebung z nimmt mit wachsender Entfernung d zu, die gravitative nicht; sie hängt lediglich von der Masse M des Objektes ab sowie insbs. davon, in welchem Abstand r vom Gravitationszentrum die Strahlung entsteht.

D.h. man müsste diese beiden Erklärungsansätze vergleichen. In beiden Fällen gehen mehrere Parameter in die Rotverschiebung z ein: Masse und Abstand, Expansion in Abhängigkeit von der Entfernung, darüber auch die kosmologische Konstante ...

Ich vermute (!), dass der Mechanismus der Quasare gut verstanden ist, und dass aufgrund der Größe des SLs die Strahlung in einem so großen Abstand vom Gravitationszentrum entsteht, dass die Gravitation dort wiederum so gering ist, dass die gravitative Rotverschiebung keine Rolle spielt.

Ich kann das jedoch nicht sicher sagen, da ich die Physik der Quasare nicht gut genug kenne.

Zunächst mal darfst du trotzdem davon ausgehen, dass die Expansion und deren Entfernungsabhängigkeit gesichert ist; neben den Quasaren existierende weitere, unabhängige Indizien.

Füsik-Gast · Gast

Nach meinem Wissen ist ein Teil der Rotverschiebung auch auf Schwerkrafteinflüsse der Strahlungsquelle,hier Quasare,zurück zu führen.
Dieser "gravitational redshift" wird schon länger bei der Untersuchung naher und ferner Objekte verwendet.
Die Rotverschiebung bei Quasaren ist aber in einer Größenordnung zu beobachten,die nicht allein durch die Schwerkraft,auch nicht eines Schwarzen Lochs,erklärt werden kann.
Da werden sich sicherlich noch die Astro-Experten hier kompententer zu äußern können.

Füsik-Gast.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5041

flar19 · Anmeldungsdatum: 13.01.2021 Beiträge: 10

Vielen Dank für die klaren Antworten. Ich habe mir da eine Überschlagsrechnung (Probleme der Physik, Aufgaben mit Lösungen aus Gerthsen/Kneser/Vogel Springer Verlag 1977, Aufgabe 15.4.6) angesehen. Dort wird bei einer angenommenen Emissionsdichte der Sonne und der Horizontfläche (Schwarzschild) auf die Strahlungsleistung geschlossen und über die scheinbare Helligkeit dann auf die Entfernung. Bei einem Schwarzen Loch (SL) von 10 Sonnenmassen kommt man dann auf die Größenordnung von einem Lichtjahr. Die Entfernung des SL wächst dann proportional zu seiner Masse. Soweit kann ich auch noch folgen. Dann nimmt der Autor diese Entfernung aber plötzlich als mittlere Entfernung für einen Quasar und argumentiert mit der Sternendichte: "Die Quasare würden dann eine größere mittlere Dichte der Galaxis liefern als die bekannten Sterne, deren Dichte mit der beobachteten Rotation der Galaxis zusammenpaßt." Bei diesem Satz bin ich ausgestiegen... Vielleicht kann mir jemand diesen Gedankengang verständlich machen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18018

Also da bist nicht nur du ausgestiegen, sondern schon lange vorher die Autoren. Die Fragen, die du stellst, werden dir dort nicht beantwortet.

Für die gravitative Rotverschiebung z an einem nicht-rotierenden SL gilt

wobei r_S der Schwarzschildradius und

dem Radius bezeichnet, an dem die Strahlung emittiert wird.

Die Dopplerverschiebung aufgrund der rotierenden oder einfallenden Materie müsste man ebenfalls noch berücksichtigen.

Ich habe bisher kein wasserdichtes Argument gefunden, das auf einem genügend großen Emissionsradius basiert; lügt aber wohl am Suchenden ;-)

flar19 · Anmeldungsdatum: 13.01.2021 Beiträge: 10

Lieben Dank für die Antworten. Das baut mich wieder etwas auf smile

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5041

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18018

Alles richtig.

Die Schwarzschild-Lösung habe ich nur gewählt, da sie mathematisch überschaubar ist.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18018

Das habe ich auf die Schnelle gefunden:

https://arxiv.org/abs/1609.01593
Decoding quasars: gravitationally redshifted spectral lines !
Nimisha G. Kantharia (National Centre for Radio Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research, Pune)
Further investigation of data on quasars, especially in the ultraviolet band, yields an amazingly coherent narrative which we present in this paper. Quasars are characterised by strong continuum emission and redshifted emission and absorption lines which includes the famous Lyman α forest. We present irrefutable evidence in support of (1) the entire line spectrum arising in matter located inside the quasar system, (2) the range of redshifts shown by the lines being due to the variable contribution of the gravitational redshift in the observed line velocity, (3) existence of rotating black holes and of matter inside its ergosphere, (4) quasars located within cosmological redshifts ∼3, (5) γ ray bursts being explosive events in a quasar. These results are significant and a game-changer when we realise that the absorbing gas has been postulated to exist along the line-of-sight to the quasar and observations have accordingly been interpreted.
In light of these definitive results which uniquely constrain the quasar structure, we need to drastically revise our understanding of the universe built on the faulty assumptions of observed redshifts of quasars having an entirely cosmological origin and the absorption lines arising in the intervening medium.

Ob das valide ist, kann ich nicht beurteilen, aber offenbar wird genau darüber nachgedacht.

Ich · Anmeldungsdatum: 11.05.2006 Beiträge: 913 Wohnort: Mintraching

Der "innermost stable circular orbit" ist bei 3 Schwarzschildradien. Die gravitative Rotverschiebung ist also auf etwa 0,2 begrenzt, deutlich kleiner als typische Rotverschiebungen für Quasare. Das meiste Licht kommt aber sowieso aus noch weiter entfernten Regionen.
Das heißt, die gravitative Rotverschiebung ist nicht notwendigerweise vernachlässigbar, kann aber die gemessenen Rotverschiebungen nicht erklären.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5041

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18018

D.h. man setzt mit obs = observation, exp = expansion, grav = gravitation

Nun muss man letztlich Modelle für die Quasare entwickeln, testen und letztlich die gravitative Rotverschiebung herausrechnen ...

Wenn ich dann sowas lese

"One of the possible solutions would be to invoke an evolving dark energy, with a density that increases as time goes by,"

"There is no single, satisfactory astrophysical solution that can explain the discrepancy. So, perhaps there is some new physics to be found"

dann tröstet mich doch die Einsicht

"For the moment, we shouldn't get too excited about finding new physics: it could well be that the relatively small discrepancy can be explained by a combination of small errors and local effects. But we need to keep improving our measurements and thinking about better ways to explain it,"

Was passiert eigentlich mit einem Nobelpreis, bei dem sich später herausstellt, dass die zugrundeliegende Entdeckung falsch war?

grübelnd

https://sci.esa.int/web/xmm-newton/-/61070-investigating-the-expansion-of-the-universe-combining-type-ia-supernovas-and-quasars
https://sci.esa.int/web/xmm-newton/-/61068-active-galaxies-point-to-new-physics-of-cosmic-expansion
https://sci.esa.int/web/planck/-/60499-from-an-almost-perfect-universe-to-the-best-of-both-worlds

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5041

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18018

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18018

mehr finde ich nicht

https://www.nobelprize.org/about/statutes-of-the-nobel-foundation/#par10

§ 10.
No appeals may be made against the decision of a prize-awarding body with regard to the award of a prize.

Quasare · Gast

Danke für die spannenden Beiträge. Habe wieder mal sehr viel gelernt.