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Alles über das beobachtbare Universum seit der Rotverschiebungslinie z = 0,01 bis z = 1089 ( kosmischer Mikrowellenhintergrund ). Das Sonnensystem befindet sich über dem Zentrum z = 0
Absorptionslinien im sichtbaren Spektrum eines Superclusters entfernter Galaxien (rechts) im Vergleich zu Absorptionslinien im sichtbaren Spektrum der Sonne (links). Pfeile zeigen Rotverschiebung an. Die Wellenlänge nimmt in Richtung Rot und darüber hinaus zu (Frequenz nimmt ab).

In der Physik , eine Rotverschiebung ist eine Erhöhung in der Wellenlänge , und eine entsprechende Verringerung der Frequenz und der Photonenenergie , von elektromagnetischer Strahlung (wie zB Licht ). Die entgegengesetzte Änderung, eine Abnahme der Wellenlänge und eine gleichzeitige Zunahme von Frequenz und Energie, wird als negative Rotverschiebung oder Blauverschiebung bezeichnet . Die Begriffe leiten sich von den Farben Rot und Blau ab, die die Extreme des sichtbaren Lichtspektrums bilden .

In der Astronomie und Kosmologie sind die drei Hauptursachen für elektromagnetische Rotverschiebung

  1. Die Strahlung bewegt sich zwischen Objekten, die sich auseinander bewegen (" relativistische " Rotverschiebung, ein Beispiel für den relativistischen Doppler-Effekt ).
  2. Die Strahlung wandert auf ein Objekt mit einem schwächeren Gravitationspotential zu , dh auf ein Objekt mit weniger stark gekrümmter (flacher) Raumzeit ( Gravitationsrotverschiebung ).
  3. Die Strahlung wandert durch den expandierenden Raum ( kosmologische Rotverschiebung ). Die Beobachtung, dass alle ausreichend entfernten Lichtquellen eine Rotverschiebung aufweisen, die ihrer Entfernung von der Erde entspricht, ist als Hubble-Gesetz bekannt .

Relativistische, gravitative und kosmologische Rotverschiebungen können unter dem Dach der Rahmenumwandlungsgesetze verstanden werden . Gravitationswellen , die sich ebenfalls mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen , unterliegen denselben Rotverschiebungsphänomenen.

Beispiele für starke redshifting sind ein Gammastrahlen als wahrgenommen Röntgen oder anfänglich sichtbares Licht als wahrgenommen Radiowellen . Subtler-Rotverschiebungen treten bei spektroskopischen Beobachtungen astronomischer Objekte auf und werden in terrestrischen Technologien wie Doppler-Radar und Radarkanonen verwendet .

Es gibt andere physikalische Prozesse, die zu einer Verschiebung der Frequenz elektromagnetischer Strahlung führen können, einschließlich Streuung und optischer Effekte . Die resultierenden Änderungen sind jedoch von der (astronomischen) Rotverschiebung unterscheidbar und werden im Allgemeinen nicht als solche bezeichnet (siehe Abschnitt über physikalische Optik und Strahlungstransfer ).

Der Wert einer Rotverschiebung wird häufig durch den Buchstaben z bezeichnet , der der gebrochenen Änderung der Wellenlänge entspricht (positiv für Rotverschiebungen, negativ für Blauverschiebungen), und durch das Wellenlängenverhältnis 1 + z (das> 1 für Rotverschiebungen ist, <1 für Blauverschiebungen) ).

Rotverschiebung und Blauverschiebung

Geschichte [ bearbeiten ]

Die Geschichte des Themas begann mit der Entwicklung der Wellenmechanik im 19. Jahrhundert und der Erforschung von Phänomenen, die mit dem Doppler-Effekt verbunden sind . Der Effekt ist nach Christian Doppler benannt , der 1842 die erste bekannte physikalische Erklärung für das Phänomen lieferte. [1] Die Hypothese wurde 1845 vom niederländischen Wissenschaftler Christophorus Buys Ballot auf Schallwellen getestet und bestätigt. [2] Doppler sagte dies korrekt voraus Das Phänomen sollte für alle Wellen gelten und insbesondere die unterschiedlichen Farben der Sterne nahe legenkönnte auf ihre Bewegung in Bezug auf die Erde zurückgeführt werden. [3] Bevor dies verifiziert wurde, wurde jedoch festgestellt, dass Sternfarben hauptsächlich auf die Temperatur eines Sterns und nicht auf die Bewegung zurückzuführen sind. Erst später wurde Doppler durch verifizierte Rotverschiebungsbeobachtungen bestätigt.

Die erste Doppler-Rotverschiebung wurde 1848 vom französischen Physiker Hippolyte Fizeau beschrieben , der darauf hinwies, dass die Verschiebung der Spektrallinien in Sternen auf den Doppler-Effekt zurückzuführen ist. Der Effekt wird manchmal als "Doppler-Fizeau-Effekt" bezeichnet. Der britische Astronom William Huggins war 1868 der erste, der mit dieser Methode die Geschwindigkeit eines Sterns bestimmte, der sich von der Erde wegbewegte. [4] 1871 wurde die optische Rotverschiebung bestätigt, als das Phänomen in Fraunhofer-Linien unter Verwendung der Sonnenrotation beobachtet wurde, etwa 0,1 Å im roten Bereich. [5] 1887 entdeckten Vogel und Scheiner den jährlichen Doppler-Effekt, die jährliche Änderung der Doppler-Verschiebung von Sternen in der Nähe der Ekliptik aufgrund der Umlaufgeschwindigkeit der Erde. [6] 1901 überprüfte Aristarkh Belopolsky die optische Rotverschiebung im Labor mithilfe eines Systems rotierender Spiegel. [7]

Das früheste Auftreten des Begriffs Rotverschiebung im Druck (in dieser Form mit Bindestrich) scheint der amerikanische Astronom Walter S. Adams im Jahr 1908 zu sein, in dem er "Zwei Methoden zur Untersuchung dieser Natur der Nebelrotverschiebung" erwähnt. [8] Das Wort erscheint erst etwa 1934 von Willem de Sitter ohne Trennzeichen , was möglicherweise darauf hinweist, dass bis zu diesem Zeitpunkt das deutsche Äquivalent Rotverschiebung häufiger verwendet wurde. [9]

Beginnend mit Beobachtungen im Jahr 1912 entdeckte Vesto Slipher , dass die meisten Spiralgalaxien , die damals meist als Spiralnebel angesehen wurden , erhebliche Rotverschiebungen aufwiesen. Slipher berichtet erstmals im Eröffnungsband des Lowell Observatory Bulletin über seine Messung . [10] Drei Jahre später schrieb er eine Rezension in der Zeitschrift Popular Astronomy . [11] Darin heißt es: "Die frühe Entdeckung, dass die große Andromeda-Spirale eine außergewöhnliche Geschwindigkeit von –300 km (/ s) hatte, zeigte die damals verfügbaren Mittel, mit denen nicht nur die Spektren der Spiralen, sondern auch ihre Geschwindigkeiten untersucht werden konnten Gut." [12]Slipher berichtete über die Geschwindigkeiten von 15 Spiralnebeln, die über die gesamte Himmelskugel verteilt waren , wobei alle bis auf drei beobachtbare "positive" (dh rezessive) Geschwindigkeiten aufwiesen. Anschließend entdeckte Edwin Hubble eine ungefähre Beziehung zwischen den Rotverschiebungen solcher "Nebel" und den Entfernungen zu ihnen mit der Formulierung seines gleichnamigen Hubble-Gesetzes . [13] Diese Beobachtungen bestätigten Alexander Friedmanns Arbeit von 1922, in der er die Friedmann-Lemaître-Gleichungen ableitete . [14] Sie gelten heute als starker Beweis für ein expandierendes Universum und die Urknalltheorie .[fünfzehn]

Messung, Charakterisierung und Interpretation [ Bearbeiten ]

Hochrotverschobene Galaxienkandidaten im Hubble Ultra Deep Field 2012 [16]

Das Lichtspektrum , das von einer Quelle kommt (siehe Abbildung oben rechts im idealisierten Spektrum), kann gemessen werden. Um die Rotverschiebung zu bestimmen, sucht man nach Merkmalen im Spektrum wie Absorptionslinien , Emissionslinien oder anderen Variationen der Lichtintensität. Wenn diese Merkmale gefunden werden, können sie mit bekannten Merkmalen im Spektrum verschiedener chemischer Verbindungen verglichen werden, die in Experimenten gefunden wurden, in denen sich diese Verbindung auf der Erde befindet. Ein sehr häufiges atomares Element im Weltraum ist Wasserstoff . Das Spektrum des ursprünglich merkmalslosen Lichts, das durch Wasserstoff scheint, zeigt ein Signaturspektrumspezifisch für Wasserstoff, der in regelmäßigen Abständen Merkmale aufweist. Wenn es auf Absorptionslinien beschränkt wäre, würde es ähnlich wie in der Abbildung (oben rechts) aussehen. Wenn das gleiche Intervallmuster in einem beobachteten Spektrum von einer entfernten Quelle gesehen wird, jedoch bei verschobenen Wellenlängen auftritt, kann es auch als Wasserstoff identifiziert werden. Wenn in beiden Spektren dieselbe Spektrallinie identifiziert wird - jedoch bei unterschiedlichen Wellenlängen -, kann die Rotverschiebung anhand der folgenden Tabelle berechnet werden. Um die Rotverschiebung eines Objekts auf diese Weise zu bestimmen, ist ein Frequenz- oder Wellenlängenbereich erforderlich. Um die Rotverschiebung zu berechnen, muss man die Wellenlänge des emittierten Lichts im Restrahmen der Quelle kennen: mit anderen Worten die Wellenlänge, die von einem Beobachter gemessen werden würde, der sich neben der Quelle befindet und mit dieser in Kontakt kommt.Da diese Messung in astronomischen Anwendungen nicht direkt durchgeführt werden kann, da dies das Reisen zum entfernten Stern von Interesse erfordern würde, wird stattdessen die hier beschriebene Methode unter Verwendung von Spektrallinien verwendet. Rotverschiebungen können nicht berechnet werden, indem nicht identifizierte Merkmale betrachtet werden, deren Rest-Frame-Frequenz unbekannt ist, oder mit einem Spektrum, das keine Merkmale aufweist oderweißes Rauschen (zufällige Schwankungen in einem Spektrum). [17]

Rotverschiebung (und Blauverschiebung) können durch den relativen Unterschied zwischen den beobachteten und emittierten Wellenlängen (oder Frequenzen) eines Objekts charakterisiert werden. In der Astronomie ist es üblich, diese Änderung mit einer dimensionslosen Größe namens z zu bezeichnen . Wenn λ die Wellenlänge und f die Frequenz darstellt (Anmerkung: λf = c, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist ), wird z durch die folgenden Gleichungen definiert: [18]

Nachdem z gemessen wurde, hängt die Unterscheidung zwischen Rotverschiebung und Blauverschiebung einfach davon ab, ob z positiv oder negativ ist. Zum Beispiel sind Doppler-Effekt- Blueshifts ( z <0 ) mit Objekten verbunden, die sich dem Betrachter nähern (sich ihm nähern), wobei sich das Licht zu größeren Energien verschiebt . Umgekehrt sind Doppler-Effekt-Rotverschiebungen ( z > 0 ) mit Objekten verbunden, die sich vom Betrachter zurückziehen (wegbewegen), wobei sich das Licht zu niedrigeren Energien verschiebt. Ebenso sind Gravitationsblauverschiebungen mit Licht verbunden, das von einer Quelle emittiert wird, die sich in einem schwächeren Gravitationsfeld befindet wie aus einem stärkeren Gravitationsfeld beobachtet, während Gravitationsrotverschiebung die entgegengesetzten Bedingungen impliziert.

Rotverschiebungsformeln [ Bearbeiten ]

In der allgemeinen Relativitätstheorie kann man mehrere wichtige Sonderfallformeln für die Rotverschiebung in bestimmten speziellen Raumzeitgeometrien ableiten, wie in der folgenden Tabelle zusammengefasst. In allen Fällen ist die Größe der Verschiebung (der Wert von z ) unabhängig von der Wellenlänge. [19]

Doppler-Effekt [ Bearbeiten ]

Doppler-Effekt : Der gelbe Ball (~ 575 nm Wellenlänge) erscheint grünlich (Blauverschiebung auf ~ 565 nm Wellenlänge) und nähert sich dem Beobachter, wird beim Passieren orange (Rotverschiebung auf ~ 585 nm Wellenlänge) und kehrt bei Stopp der Bewegung zu Gelb zurück. Um eine solche Farbänderung zu beobachten, müsste sich das Objekt mit ungefähr 5.200 km / s bewegen oder ungefähr 75-mal schneller als der Geschwindigkeitsrekord für die schnellste künstliche Raumsonde .

Wenn sich eine Lichtquelle von einem Beobachter entfernt, tritt eine Rotverschiebung ( z > 0 ) auf; Wenn sich die Quelle in Richtung des Beobachters bewegt, tritt eine Blauverschiebung ( z <0 ) auf. Dies gilt für alle elektromagnetischen Wellen und wird durch den Doppler-Effekt erklärt . Folglich wird diese Art der Rotverschiebung als Doppler-Rotverschiebung bezeichnet . Wenn sich die Quelle mit der Geschwindigkeit v vom Beobachter entfernt , die viel geringer ist als die Lichtgeschwindigkeit ( vc ), ist die Rotverschiebung gegeben durch

    (seit )

Dabei ist c die Lichtgeschwindigkeit . Beim klassischen Doppler-Effekt wird die Frequenz der Quelle nicht verändert, aber die Rezessionsbewegung verursacht die Illusion einer niedrigeren Frequenz.

Eine vollständigere Behandlung der Doppler-Rotverschiebung erfordert die Berücksichtigung relativistischer Effekte, die mit der Bewegung von Quellen nahe der Lichtgeschwindigkeit verbunden sind. Eine vollständige Ableitung des Effekts findet sich im Artikel zum relativistischen Doppler-Effekt . Kurz gesagt, bei Objekten, die sich in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit bewegen, treten aufgrund der zeitlichen Ausdehnung der speziellen Relativitätstheorie Abweichungen von der obigen Formel auf, die durch Einführen des Lorentz-Faktors γ in die klassische Doppler-Formel wie folgt korrigiert werden können (für Bewegungen ausschließlich in der Sichtlinie):

Dieses Phänomen wurde erstmals in einem Experiment von Herbert E. Ives und GR Stilwell aus dem Jahr 1938 beobachtet, das als Ives-Stilwell-Experiment bezeichnet wird . [21]

Da der Lorentz-Faktor nur von der Größe der Geschwindigkeit abhängt , ist die mit der relativistischen Korrektur verbundene Rotverschiebung unabhängig von der Ausrichtung der Quellenbewegung. Im Gegensatz dazu hängt der klassische Teil der Formel von der Projektion der Bewegung der Quelle in die Sichtlinie ab, die unterschiedliche Ergebnisse für unterschiedliche Orientierungen liefert. Wenn θ der Winkel zwischen der Richtung der Relativbewegung und der Richtung der Emission im Rahmen des Beobachters ist [22] (der Winkel Null ist direkt vom Beobachter entfernt), ergibt sich die vollständige Form für den relativistischen Doppler-Effekt:

und für Bewegungen ausschließlich in der Sichtlinie ( θ = 0 ° ) reduziert sich diese Gleichung auf:

Für den speziellen Fall, dass sich das Licht im rechten Winkel ( θ = 90 ° ) zur Richtung der Relativbewegung im Rahmen des Beobachters bewegt, [23] wird die relativistische Rotverschiebung als transversale Rotverschiebung und Rotverschiebung bezeichnet:

wird gemessen, obwohl sich das Objekt nicht vom Betrachter wegbewegt. Selbst wenn sich die Quelle in Richtung des Beobachters bewegt, gibt es eine gewisse Geschwindigkeit, bei der die Dilatation nur die erwartete Blauverschiebung aufhebt, und bei höherer Geschwindigkeit wird die sich nähernde Quelle rotverschoben, wenn es eine Querkomponente zur Bewegung gibt. [24]

Raumerweiterung [ Bearbeiten ]

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts führten Slipher, Wirtz und andere die ersten Messungen der Rotverschiebungen und Blauverschiebungen von Galaxien jenseits der Milchstraße durch . Sie interpretierten diese Rotverschiebungen und Blauverschiebungen zunächst als Folge zufälliger Bewegungen, aber später entdeckten Lemaître (1927) und Hubble (1929) unter Verwendung früherer Daten eine ungefähr lineare Korrelation zwischen den zunehmenden Rotverschiebungen und Entfernungen zu Galaxien. Lemaître erkannte, dass diese Beobachtungen durch einen Mechanismus zur Erzeugung von Rotverschiebungen erklärt werden konnten, der in Friedmanns Lösungen für Einsteins Gleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie zu sehen war . Die Korrelation zwischen Rotverschiebungen und Entfernungen wird von allen solchen Modellen benötigt, die eine metrische Raumausdehnung aufweisen. [fünfzehn]Infolgedessen wird die Wellenlänge der Photonen, die sich durch den expandierenden Raum ausbreiten, gedehnt, wodurch die kosmologische Rotverschiebung erzeugt wird .

Es gibt einen Unterschied zwischen einer Rotverschiebung im kosmologischen Kontext und derjenigen, die beobachtet wird, wenn Objekte in der Nähe eine lokale Rotverschiebung mit Doppler-Effekt aufweisen. Anstatt dass kosmologische Rotverschiebungen eine Folge der Relativgeschwindigkeiten sind, die den Gesetzen der speziellen Relativitätstheorie unterliegen (und daher der Regel unterliegen, dass keine zwei lokal getrennten Objekte Relativgeschwindigkeiten zueinander haben können, die schneller als die Lichtgeschwindigkeit zueinander sind), Die Photonen nehmen stattdessen aufgrund eines globalen Merkmals der Raumzeit, durch die sie sich bewegen, an Wellenlänge und Rotverschiebung zu . Eine Interpretation dieses Effekts ist die Idee, dass sich der Raum selbst ausdehnt . [25]Aufgrund der zunehmenden Ausdehnung mit zunehmenden Entfernungen kann sich die Entfernung zwischen zwei entfernten Galaxien mit mehr als 3 × 10 8 m / s vergrößern. Dies bedeutet jedoch nicht, dass sich die Galaxien an ihrem derzeitigen Standort schneller bewegen als die Lichtgeschwindigkeit verboten durch Lorentz-Kovarianz ).

Mathematische Ableitung [ Bearbeiten ]

Die beobachtenden Konsequenzen dieses Effekts können unter Verwendung der Gleichungen aus der allgemeinen Relativitätstheorie abgeleitet werden , die ein homogenes und isotropes Universum beschreiben .

Verwenden Sie die geodätische Gleichung für eine Lichtwelle, um den Rotverschiebungseffekt abzuleiten

wo

  • ds ist das Raum - Zeit - Intervall
  • dt ist das Zeitintervall
  • dr ist das räumliche Intervall
  • c ist die Lichtgeschwindigkeit
  • a ist der zeitabhängige kosmische Skalierungsfaktor
  • k ist die Krümmung pro Flächeneinheit.

Für einen Beobachter des Kamm einer Lichtwelle bei einer Position beobachtet r = 0 und die Zeit t = t nun der Kamm der Lichtwelle wurde zu einem Zeitpunkt emittiert werden t = t dann in der Vergangenheit und ein entfernter Position r = R . Die räumliche und zeitliche Integration des Weges, den die Lichtwelle zurücklegt, ergibt:

Im Allgemeinen ist die Wellenlänge des Lichts für die beiden betrachteten Positionen und Zeiten aufgrund der sich ändernden Eigenschaften der Metrik nicht gleich. Wenn die Welle ausgesendet wurde , hatte es eine Wellenlänge & lgr; dann . Es wurde jeweils der nächste Scheitel der Lichtwelle ausgesendet

Der Beobachter sieht den nächsten Scheitel der beobachteten Lichtwelle mit einer Wellenlänge λ, der nun zu einem Zeitpunkt ankommt

Da der nachfolgende Scheitel wieder von r = R emittiert wird und bei r = 0 beobachtet wird , kann die folgende Gleichung geschrieben werden:

Die rechte Seite der beiden obigen Integralgleichungen ist identisch, was bedeutet

Verwenden Sie die folgende Manipulation:

wir glauben, dass:

Für sehr kleine Zeitschwankungen (über den Zeitraum eines Zyklus einer Lichtwelle) ist der Skalierungsfaktor im Wesentlichen eine Konstante ( a = a heute heute und a = a damals vorher). Dies ergibt

welches umgeschrieben werden kann als

Unter Verwendung der Definition der Rotverschiebung bereitgestellt oben , wird die Gleichung

erhalten wird. In einem expandierenden Universum wie dem, in dem wir leben, nimmt der Skalierungsfaktor im Laufe der Zeit monoton zu , daher ist z positiv und entfernte Galaxien erscheinen rotverschoben.


Anhand eines Modells der Expansion des Universums kann die Rotverschiebung mit dem Alter eines beobachteten Objekts in Beziehung gesetzt werden , der sogenannten kosmischen Zeit- Rotverschiebungs-Beziehung . Bezeichnen Sie ein Dichteverhältnis als Ω 0 :

mit ρ krit die kritische Dichte, die ein Universum abgrenzt, das schließlich von einem knirscht, das sich einfach ausdehnt. Diese Dichte beträgt etwa drei Wasserstoffatome pro Kubikmeter Raum. [26] Bei großen Rotverschiebungen, 1 + z > Ω 0 −1 , findet man:

Dabei ist H 0 die heutige Hubble-Konstante und z die Rotverschiebung. [27] [28] [29]

Unterscheidung zwischen kosmologischen und lokalen Effekten [ Bearbeiten ]

Für kosmologische Rotverschiebungen von z <0,01 verursachen zusätzliche Doppler-Rotverschiebungen und Blauverschiebungen aufgrund der besonderen Bewegungen der Galaxien relativ zueinander eine große Streuung gegenüber dem Standard- Hubble-Gesetz . [30] Die daraus resultierende Situation kann durch das Expanding Rubber Sheet Universe veranschaulicht werden , eine gängige kosmologische Analogie zur Beschreibung der Raumausdehnung. Wenn zwei Objekte durch Kugellager und die Raumzeit durch eine dehnbare Gummiplatte dargestellt werden, wird der Doppler-Effekt dadurch verursacht, dass die Kugeln über die Platte gerollt werden, um eine besondere Bewegung zu erzeugen. Die kosmologische Rotverschiebung tritt auf, wenn die Kugellager am Blech haften und das Blech gedehnt wird. [31][32] [33]

Die Rotverschiebungen von Galaxien umfassen sowohl eine Komponente, die sich auf die Rezessionsgeschwindigkeit aufgrund der Expansion des Universums bezieht, als auch eine Komponente, die sich auf eine besondere Bewegung bezieht (Doppler-Verschiebung). [34] Die Rotverschiebung aufgrund der Expansion des Universums hängt von der Rezessionsgeschwindigkeit in einer Weise ab, die durch das zur Beschreibung der Expansion des Universums ausgewählte kosmologische Modell bestimmt wird, das sich stark davon unterscheidet, wie die Doppler-Rotverschiebung von der lokalen Geschwindigkeit abhängt. [35] Der Kosmologe Edward Robert Harrison beschreibt den kosmologischen Expansionsursprung der Rotverschiebungsagte: "Licht verlässt eine Galaxie, die in ihrer lokalen Raumregion stationär ist, und wird schließlich von Beobachtern empfangen, die in ihrer eigenen lokalen Raumregion stationär sind. Zwischen der Galaxie und dem Beobachter wandert Licht durch weite Regionen des expandierenden Raums Infolgedessen werden alle Wellenlängen des Lichts durch die Ausdehnung des Raums gedehnt. So einfach ist das ... " [36] Steven Weinberg stellte klar:" Die Zunahme der Wellenlänge von der Emission zur Absorption von Licht hängt nicht davon ab Die Änderungsrate von a ( t ) [hier ist a ( t ) der Robertson-Walker-Skalierungsfaktor ] zum Zeitpunkt der Emission oder Absorption, jedoch bei Zunahme von a( T ) in der ganzen Zeit vom Senden bis zur Absorption.“ [37]

In der populären Literatur wird häufig der Ausdruck "Doppler-Rotverschiebung" anstelle von "kosmologischer Rotverschiebung" verwendet, um die Rotverschiebung von Galaxien zu beschreiben, die von der Ausdehnung der Raumzeit dominiert wird. Die kosmologische Rotverschiebung wird jedoch nicht unter Verwendung der relativistischen Doppler-Gleichung [38] gefunden, die stattdessen durch spezielle Merkmale gekennzeichnet ist Relativitätstheorie ; somit ist v > c unmöglich, während im Gegensatz dazu v > c für kosmologische Rotverschiebungen möglich ist, weil sich der Raum, der die Objekte trennt (zum Beispiel ein Quasar von der Erde), schneller als die Lichtgeschwindigkeit ausdehnen kann. [39]Mathematischer wird der Standpunkt, dass "entfernte Galaxien zurücktreten" und der Standpunkt, dass "der Raum zwischen Galaxien sich ausdehnt", durch Ändern der Koordinatensysteme in Beziehung gesetzt . Um dies genau auszudrücken, muss mit der Mathematik der Friedmann-Robertson-Walker-Metrik gearbeitet werden . [40]

Wenn sich das Universum zusammenziehen würde, anstatt sich auszudehnen, würden wir entfernte Galaxien sehen, die um einen Betrag blau verschoben sind, der proportional zu ihrer Entfernung ist, anstatt rot zu verschieben. [41]

Gravitationsrotverschiebung [ Bearbeiten ]

In der allgemeinen Relativitätstheorie gibt es eine Zeitdilatation innerhalb eines Gravitationsbrunnens. Dies ist als Gravitationsrotverschiebung oder Einsteinverschiebung bekannt . [42] Die theoretische Ableitung dieses Effekts folgt aus der Schwarzschild-Lösung der Einstein-Gleichungen, die die folgende Formel für die Rotverschiebung ergibt, die mit einem Photon verbunden ist, das sich im Gravitationsfeld einer ungeladenen , nicht rotierenden , sphärisch symmetrischen Masse bewegt :

wo

  • G ist die Gravitationskonstante ,
  • M ist die Masse des Objekts, das das Gravitationsfeld erzeugt,
  • r ist die Radialkoordinate der Quelle (analog zum klassischen Abstand vom Objektmittelpunkt, aber tatsächlich eine Schwarzchild-Koordinate ) und
  • c ist die Lichtgeschwindigkeit .

Dieses Rotverschiebungsergebnis der Gravitation kann aus den Annahmen der speziellen Relativitätstheorie und dem Äquivalenzprinzip abgeleitet werden ; Die vollständige Relativitätstheorie ist nicht erforderlich. [43]

Der Effekt ist sehr gering, aber mit dem Mössbauer-Effekt auf der Erde messbar und wurde erstmals im Pound-Rebka-Experiment beobachtet . [44] In der Nähe eines Schwarzen Lochs ist es jedoch von Bedeutung , und wenn sich ein Objekt dem Ereignishorizont nähert, wird die Rotverschiebung unendlich. Es ist auch die Hauptursache für große Temperaturschwankungen im Winkelmaßstab in der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (siehe Sachs-Wolfe-Effekt ). [45]

Beobachtungen in der Astronomie [ Bearbeiten ]

Die in der Astronomie beobachtete Rotverschiebung kann gemessen werden, da die Emissions- und Absorptionsspektren für Atome charakteristisch und bekannt sind und aus spektroskopischen Experimenten in Laboratorien auf der Erde kalibriert wurden . Wenn die Rotverschiebung verschiedener Absorptions- und Emissionslinien von einem einzigen astronomischen Objekt gemessen wird, z gefunden werden bemerkenswert konstant. Obwohl entfernte Objekte leicht verschwommen und Linien verbreitert sein können, ist dies nicht mehr als durch thermische oder mechanische Bewegung erklärt werden kannder Quelle. Aus diesen und anderen Gründen sind sich die Astronomen einig, dass die beobachteten Rotverschiebungen auf eine Kombination der drei etablierten Formen von Doppler-ähnlichen Rotverschiebungen zurückzuführen sind. Alternative Hypothesen und Erklärungen für Rotverschiebung wie müdes Licht werden im Allgemeinen nicht als plausibel angesehen. [46]

Die Spektroskopie als Messung ist erheblich schwieriger als die einfache Photometrie , bei der die Helligkeit astronomischer Objekte durch bestimmte Filter gemessen wird . [47] Wenn nur photometrische Daten verfügbar sind (z. B. Hubble Deep Field und Hubble Ultra Deep Field ), verlassen sich Astronomen auf eine Technik zur Messung photometrischer Rotverschiebungen . [48] Aufgrund der breiten Wellenlängenbereiche in photometrischen Filtern und der notwendigen Annahmen über die Art des Spektrums an der Lichtquelle können Fehler für diese Art von Messungen bis zu δ z = 0,5 reichenund sind viel weniger zuverlässig als spektroskopische Bestimmungen. [49] Die Photometrie erlaubt jedoch zumindest eine qualitative Charakterisierung einer Rotverschiebung. Wenn beispielsweise ein sonnenähnliches Spektrum eine Rotverschiebung von z = 1 hätte , wäre es im Infrarotbereich am hellsten und nicht in der gelbgrünen Farbe, die mit der Spitze seines Schwarzkörperspektrums verbunden ist, und die Lichtintensität wird im Filter um den Faktor vier, (1 + z ) 2 . Sowohl die Photonenzählrate als auch die Photonenenergie sind rotverschoben. (Siehe K-Korrektur für weitere Details zu den photometrischen Folgen der Rotverschiebung.) [50]

Lokale Beobachtungen [ Bearbeiten ]

In nahe gelegenen Objekten (innerhalb unserer Milchstraßengalaxie ) hängen beobachtete Rotverschiebungen fast immer mit den Sichtliniengeschwindigkeiten zusammen, die mit den beobachteten Objekten verbunden sind. Die Beobachtung solcher Rotverschiebungen und Blauverschiebungen hat es Astronomen ermöglicht, Geschwindigkeiten zu messen und die Massen der umlaufenden Sterne in spektroskopischen Binärdateien zu parametrisieren , eine Methode, die erstmals 1868 vom britischen Astronomen William Huggins angewendet wurde . [4] In ähnlicher Weise sind kleine Rotverschiebungen und Blauverschiebungen, die bei spektroskopischen Messungen einzelner Sterne festgestellt wurden, eine Möglichkeit, wie Astronomen diagnostizieren und messen konntendas Vorhandensein und die Eigenschaften von Planetensystemen um andere Sterne und haben sogar sehr detaillierte Differenzmessungen von Rotverschiebungen während Planetentransits durchgeführt , um genaue Umlaufbahnparameter zu bestimmen. [51] In der Helioseismologie werden fein detaillierte Messungen von Rotverschiebungen verwendet , um die genauen Bewegungen der Photosphäre der Sonne zu bestimmen . [52] Rotverschiebungen wurden auch verwendet, um die ersten Messungen der Rotationsraten von Planeten , [53] Geschwindigkeiten interstellarer Wolken , [54] derRotation von Galaxien , [19] und die Dynamik der Akkretion auf Neutronensterne und schwarze Löcher , die sowohl Doppler und Gravitations Rotverschiebung aufweisen. [55] Zusätzlich können die Temperaturen verschiedener emittierender und absorbierender Objekte durch Messung der Doppler-Verbreiterung erhalten werden - effektiv Rotverschiebungen und Blauverschiebungen über eine einzelne Emissions- oder Absorptionslinie. [56] Durch Messung der Verbreiterung und Verschiebung der 21-Zentimeter- Wasserstofflinie in verschiedene Richtungen konnten Astronomen die Rezessionsgeschwindigkeiten von messeninterstellares Gas , das wiederum die Rotationskurve unserer Milchstraße zeigt. [19] Ähnliche Messungen wurden an anderen Galaxien wie Andromeda durchgeführt . [19] Rotverschiebungsmessungen sind als diagnostisches Instrument eine der wichtigsten spektroskopischen Messungen in der Astronomie.

Extragalaktische Beobachtungen [ Bearbeiten ]

Die am weitesten entfernten Objekte weisen größere Rotverschiebungen auf, die dem Hubble-Fluss des Universums entsprechen . Die größte beobachtete Rotverschiebung, die der größten Entfernung und der am weitesten zurückliegenden Zeit entspricht, ist die der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung ; Der numerische Wert seiner Rotverschiebung beträgt ungefähr z = 1089 ( z = 0 entspricht der gegenwärtigen Zeit) und zeigt den Zustand des Universums vor ungefähr 13,8 Milliarden Jahren [57] und 379.000 Jahre nach den ersten Momenten des Urknalls . [58]

Die leuchtpunktartigen Kerne von Quasaren waren die ersten Objekte mit "hoher Rotverschiebung" ( z > 0,1 ), die entdeckt wurden, bevor die Verbesserung der Teleskope die Entdeckung anderer Galaxien mit hoher Rotverschiebung ermöglichte.

Für Galaxien, die weiter entfernt sind als die lokale Gruppe und der nahe gelegene Virgo-Cluster , jedoch innerhalb von etwa tausend Megaparsecs , ist die Rotverschiebung ungefähr proportional zur Entfernung der Galaxie. Diese Korrelation wurde zuerst von Edwin Hubble beobachtet und ist als Hubble-Gesetz bekannt geworden . Vesto Slipher war der erste, der um das Jahr 1912 galaktische Rotverschiebungen entdeckte, während Hubble die Messungen von Slipher mit Entfernungen korrelierte, die er mit anderen Mitteln gemessen hatte, um sein Gesetz zu formulieren. In dem allgemein akzeptierten kosmologischen Modell, das auf der allgemeinen Relativitätstheorie basiertDie Rotverschiebung ist hauptsächlich auf die Ausdehnung des Weltraums zurückzuführen. Dies bedeutet, dass sich der Raum in der Zeit, seit das Licht diese Galaxie verlassen hat, umso weiter ausgedehnt hat, je weiter eine Galaxie von uns entfernt ist Je roter das Licht ist, desto schneller scheint es sich von uns zu entfernen. Hubbles Gesetz folgt teilweise aus dem kopernikanischen Prinzip . [59] Da normalerweise nicht bekannt ist, wie leuchtend Objekte sind, ist die Messung der Rotverschiebung einfacher als direktere Entfernungsmessungen. Daher wird die Rotverschiebung in der Praxis manchmal nach dem Hubble-Gesetz in eine grobe Entfernungsmessung umgewandelt.

Gravitationswechselwirkungen von Galaxien untereinander und Clustern verursachen eine signifikante Streuung in der normalen Darstellung des Hubble-Diagramms. Die Pekuliargeschwindigkeiten mit Galaxien assoziiert superimpose eine grobe Spur der Masse von virialisierten Objekten im Universum. Dieser Effekt führt zu Phänomenen wie nahegelegenen Galaxien (wie der Andromeda-Galaxie ), die Blauverschiebungen zeigen, wenn wir in Richtung eines gemeinsamen Schwerpunkts fallen , und Rotverschiebungskarten von Clustern, die einen Finger-Gottes- Effekt aufgrund der Streuung besonderer Geschwindigkeiten in einer ungefähr kugelförmigen Verteilung zeigen. [59]Diese zusätzliche Komponente gibt Kosmologen die Möglichkeit, die Massen von Objekten unabhängig vom Masse-zu-Licht-Verhältnis (dem Verhältnis der Masse einer Galaxie in Sonnenmassen zu ihrer Helligkeit in Sonnenlicht) zu messen, ein wichtiges Instrument zur Messung der Dunklen Materie . [60]

Die lineare Beziehung des Hubble-Gesetzes zwischen Entfernung und Rotverschiebung setzt voraus, dass die Expansionsrate des Universums konstant ist. Als das Universum jedoch viel jünger war, war die Expansionsrate und damit die Hubble- "Konstante" größer als heute. Für weiter entfernte Galaxien, deren Licht schon viel länger zu uns wandert, versagt die Approximation der konstanten Expansionsrate, und das Hubble-Gesetz wird zu einer nichtlinearen Integralbeziehung und hängt von der Geschichte der Expansionsrate seit der Emission ab des Lichts aus der fraglichen Galaxie. Beobachtungen der Rotverschiebungs-Distanz-Beziehung können dann verwendet werden, um die Expansionsgeschichte des Universums und damit den Materie- und Energiegehalt zu bestimmen.

Während lange angenommen wurde, dass die Expansionsrate seit dem Urknall kontinuierlich abgenommen hat, deuten jüngste Beobachtungen der Rotverschiebungs-Distanz-Beziehung unter Verwendung von Supernovae vom Typ Ia darauf hin, dass sich die Expansionsrate des Universums in vergleichsweise jüngerer Zeit zu beschleunigen beginnt .

Höchste Rotverschiebungen [ Bearbeiten ]

Darstellung der Entfernung (in Giga- Lichtjahren ) gegen die Rotverschiebung nach dem Lambda-CDM-Modell . d H (in festem Schwarz) ist die Entfernung von der Erde zum Ort mit der Hubble-Rotverschiebung z, während ct LB (in rot gepunktet) die Lichtgeschwindigkeit multipliziert mit der Rückblickzeit auf Hubble-Rotverschiebung z ist . Die kommende Entfernung ist die physische raumartige Entfernung zwischen hier und dem entfernten Ort, die asymptotisch zur Größe des beobachtbaren Universums istbei rund 47 Milliarden Lichtjahren. Die Lookback-Zeit ist die Entfernung, die ein Photon von der Zeit seiner Emission zurückgelegt hat, geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit, wobei eine maximale Entfernung von 13,8 Milliarden Lichtjahren dem Alter des Universums entspricht .

Derzeit sind die Objekte mit den höchsten bekannten Rotverschiebungen Galaxien und die Objekte, die Gammastrahlen erzeugen. Die zuverlässigste Rotverschiebungen sind aus spektroskopischen Daten und die höchsten bestätigte spektroskopischen Rotverschiebung einer Galaxie ist , dass von GN-z11 , [61] mit einer Rotverschiebung von z = 11,1 , nach dem Urknall auf 400 Millionen Jahre entspricht. Der vorherige Rekord wurde von UDFy-38135539 [62] mit einer Rotverschiebung von z = 8,6 gehalten , was 600 Millionen Jahren nach dem Urknall entspricht. Etwas weniger zuverlässig sind Lyman-Break- Rotverschiebungen, von denen die höchste die Linsengalaxie A1689-zD1 bei einer Rotverschiebung von z = 7,5 ist[63] [64] und der nächsthöhere ist z = 7,0 . [65] Der am weitesten beobachtete Gammastrahlenausbruch mit einer spektroskopischen Rotverschiebungsmessung war GRB 090423 mit einer Rotverschiebung von z = 8,2 . [66] Der am weitesten entfernte bekannte Quasar, ULAS J1342 + 0928 , liegt bei z = 7,54 . [67] [68] Die bekannteste Rotverschiebungs-Radiogalaxie (TGSS1530) hat eine Rotverschiebung von z = 5,72 [69] und das bekannteste rotverschobene molekulare Material ist der Nachweis der Emission des CO-Moleküls aus dem Quasar SDSS J1148 + 5251 beimz = 6,42 . [70]

Extrem rote Objekte (EROs) sind astronomische Strahlungsquellen, die Energie im roten und nahen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums ausstrahlen. Dies können Starburst-Galaxien sein, die eine hohe Rotverschiebung aufweisen, die von einer Rötung durch dazwischenliegenden Staub begleitet wird, oder es können stark rotverschobene elliptische Galaxien mit einer älteren (und daher rötlicheren) Sternpopulation sein. [71] Objekte, die noch röter als EROs sind, werden als extrem extrem rote Objekte (HEROs) bezeichnet. [72]

Der kosmische Mikrowellenhintergrund hat eine Rotverschiebung von z = 1089 , was einem Alter von ungefähr 379.000 Jahren nach dem Urknall und einer Entfernung von mehr als 46 Milliarden Lichtjahren entspricht. [73] Das noch zu beobachtende erste Licht der ältesten Population-III-Sterne , nicht lange nachdem sich Atome gebildet hatten und das CMB nicht mehr vollständig absorbiert wurde, kann Rotverschiebungen im Bereich von 20 < z <100 aufweisen . [74] Andere von der Physik vorhergesagte, aber derzeit nicht beobachtbare Ereignisse mit hoher Rotverschiebung sind der kosmische Neutrino-Hintergrund etwa zwei Sekunden nach dem Urknall (und eine Rotverschiebung von mehr als z> 10 10 ) [75] und der kosmische Gravitationswellenhintergrund , der direkt von der Inflation mit einer Rotverschiebung von mehr als z > 10 25 emittiert wird . [76]

Im Juni 2015 berichteten Astronomen über Hinweise auf Population III-Sterne in der Cosmos Redshift 7- Galaxie bei z = 6,60 . Solche Sterne haben wahrscheinlich im sehr frühen Universum existiert (dh bei hoher Rotverschiebung) und möglicherweise die Produktion chemischer Elemente begonnen, die schwerer als Wasserstoff sind und für die spätere Bildung von Planeten und Leben, wie wir sie kennen, benötigt werden. [77] [78]

Rotverschiebungsumfragen [ Bearbeiten ]

Rendern der 2dFGRS-Daten

Mit dem Aufkommen automatisierter Teleskope und Verbesserungen bei Spektroskopen wurde eine Reihe von Kooperationen geschlossen, um das Universum im Rotverschiebungsraum abzubilden. Durch die Kombination von Rotverschiebung mit Winkelpositionsdaten bildet eine Rotverschiebungsmessung die 3D-Verteilung von Materie innerhalb eines Himmelsfelds ab. Diese Beobachtungen werden verwendet, um Eigenschaften der großräumigen Struktur des Universums zu messen . Die Große Mauer , ein riesiger Supercluster von Galaxien mit einer Breite von über 500 Millionen Lichtjahren , ist ein dramatisches Beispiel für eine großräumige Struktur, die Rotverschiebungsuntersuchungen erkennen können. [79]

Die erste Rotverschiebungsumfrage war die CfA-Rotverschiebungsumfrage , die 1977 mit der ersten Datenerfassung im Jahr 1982 begann. [80] In jüngerer Zeit bestimmte die 2dF-Galaxien-Rotverschiebungsumfrage die großräumige Struktur eines Abschnitts des Universums und maß Rotverschiebungen für mehr als 220.000 Galaxien; Die Datenerfassung wurde 2002 abgeschlossen und der endgültige Datensatz wurde am 30. Juni 2003 veröffentlicht. [81] Die Sloan Digital Sky Survey (SDSS) läuft ab 2013 und zielt darauf ab, die Rotverschiebungen von rund 3 Millionen Objekten zu messen. [82] SDSS hat Rotverschiebungen für Galaxien bis zu 0,8 aufgezeichnet und war an der Erkennung von Quasaren jenseits von z beteiligt= 6 . Die DEEP2 Redshift Survey verwendet die Keck-Teleskope mit dem neuen "DEIMOS" -Spektrographen . Als Folge des Pilotprogramms DEEP1 wurde DEEP2 entwickelt, um schwache Galaxien mit Rotverschiebungen von 0,7 und höher zu messen. Daher ist geplant, SDSS und 2dF mit hoher Rotverschiebung zu ergänzen. [83]

Effekte aus physikalischer Optik oder Strahlungsübertragung [ Bearbeiten ]

Die Wechselwirkungen und Phänomene, die in den Themen Strahlungstransfer und physikalische Optik zusammengefasst sind, können zu Verschiebungen der Wellenlänge und Frequenz elektromagnetischer Strahlung führen. In solchen Fällen entsprechen die Verschiebungen eher einer physikalischen Energieübertragung auf Materie oder andere Photonen als einer Transformation zwischen Referenzrahmen. Solche Verschiebungen können aus solchen physikalischen Phänomenen wie seinen Kohärenzeffekt oder die Streuung von elektromagnetischer Strahlung , wäre es von geladenen Elementarteilchen , von Partikeln oder von Schwankungen des Brechungsindex in einem dielektrischenMedium, wie es beim Funkphänomen von Funkpfeifern auftritt . [19] Während solche Phänomene manchmal als "Rotverschiebungen" und "Blauverschiebungen" bezeichnet werden, werden in der Astrophysik Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie, die zu Energieverschiebungen im Strahlungsfeld führen, im Allgemeinen eher als "Rötung" als als "Rotverschiebung" bezeichnet Ein Begriff ist normalerweise den oben diskutierten Effekten vorbehalten . [19]

In vielen Fällen führt die Streuung zu einer Rötung der Strahlung, da durch Entropie viele Photonen mit niedriger Energie gegenüber wenigen Photonen mit hoher Energie überwiegen (wobei die Gesamtenergie erhalten bleibt ). [19] Außer möglicherweise unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen führt die Streuung nicht zu der gleichen relativen Änderung der Wellenlänge über das gesamte Spektrum. das heißt, jedes berechnete z ist im Allgemeinen eine Funktion der Wellenlänge. Darüber hinaus tritt die Streuung von zufälligen Medien im Allgemeinen unter vielen Winkeln auf , und zist eine Funktion des Streuwinkels. Wenn Mehrfachstreuung auftritt oder die Streupartikel eine Relativbewegung aufweisen, kommt es im Allgemeinen auch zu einer Verzerrung der Spektrallinien . [19]

In der interstellaren Astronomie können sichtbare Spektren aufgrund von Streuprozessen in einem als interstellare Rötung bezeichneten Phänomen roter erscheinen [19] - ähnlich wie Rayleigh-Streuung die atmosphärische Rötung der Sonne bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang und den Rest des Himmels verursacht eine blaue Farbe. Dieses Phänomen unterscheidet sich von der Rotverschiebung, da die spektroskopischen Linien in geröteten Objekten nicht zu anderen Wellenlängen verschoben werden und mit dem Phänomen eine zusätzliche Verdunkelung und Verzerrung verbunden ist, da Photonen in die Sichtlinie hinein und aus dieser heraus gestreut werden .

Referenzen [ bearbeiten ]

  1. ^ Doppler, Christian (1846). Beiträge zur fixsternenkunde . 69 . Prag: G. Haase Söhne. Bibcode : 1846befi.book ..... D .
  2. ^ Maulik, Dev (2005). "Doppler-Sonographie: Eine kurze Geschichte" . In Maulik, Dev; Zalud, Ivica (Hrsg.). Doppler-Ultraschall in der Geburtshilfe und Gynäkologie . Springer. ISBN 978-3-540-23088-5.
  3. ^ O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. (1998). "Christian Andreas Doppler" . MacTutor Archiv für Geschichte der Mathematik . Universität von St. Andrews .
  4. ^ a b Huggins, William (1868). "Weitere Beobachtungen zu den Spektren einiger Sterne und Nebel mit dem Versuch, daraus zu bestimmen, ob sich diese Körper zur Erde hin oder von der Erde weg bewegen, auch Beobachtungen zu den Spektren der Sonne und des Kometen II". Philosophische Transaktionen der Royal Society of London . 158 : 529–564. Bibcode : 1868RSPT..158..529H . doi : 10.1098 / rstl.1868.0022 .
  5. ^ Reber, G. (1995). "Intergalaktisches Plasma". Astrophysik und Weltraumforschung . 227 (1–2): 93–96. Bibcode : 1995Ap & SS.227 ... 93R . doi : 10.1007 / BF00678069 . S2CID 30000639 . 
  6. ^ Pannekoek, A (1961). Eine Geschichte der Astronomie . Dover. p. 451. ISBN 978-0-486-65994-7.
  7. ^ Bélopolsky, A. (1901). "Auf einem Gerät zur Labordemonstration des Doppler-Fizeau-Prinzips". Astrophysikalisches Journal . 13 : 15. Bibcode : 1901ApJ .... 13 ... 15B . doi : 10.1086 / 140786 .
  8. ^ Adams, Walter S. (1908). "Vorläufiger Katalog der in Sonnenflecken betroffenen Linien". Beiträge des Mount Wilson Observatory / der Carnegie Institution of Washington . Beiträge des Solar Observatory der Carnegie Institution of Washington: Carnegie Institution of Washington . 22 : 1–21. Bibcode : 1908CMWCI..22 .... 1A .Nachdruck in Adams, Walter S. (1908). "Vorläufiger Katalog der Linien, die in der Sonnenfleckenregion λ 4000 bis λ 4500 betroffen sind". Astrophysikalisches Journal . 27 : 45. Bibcode : 1908ApJ .... 27 ... 45A . doi : 10.1086 / 141524 .
  9. ^ de Sitter, W. (1934). "Über Entfernung, Größe und verwandte Größen in einem expandierenden Universum". Bulletin der Astronomischen Institute der Niederlande . 7 : 205. Bibcode : 1934BAN ..... 7..205D . Es wird daher dringend erforderlich, die Auswirkung der Rotverschiebung und der Metrik des Universums auf die scheinbare Größe und die beobachtete Anzahl von Nebeln gegebener Größe zu untersuchen
  10. ^ Slipher, Vesto (1912). "Die Radialgeschwindigkeit des Andromeda-Nebels". Lowell Observatory Bulletin . 1 : 2,56–2,57. Bibcode : 1913LowOB ... 2 ... 56S . Die Größe dieser Geschwindigkeit, die die bisher größte ist, wirft die Frage auf, ob die geschwindigkeitsähnliche Verschiebung möglicherweise nicht auf eine andere Ursache zurückzuführen ist, aber ich glaube, wir haben derzeit keine andere Interpretation dafür
  11. ^ Slipher, Vesto (1915). "Spektrographische Beobachtungen von Nebeln". Populäre Astronomie . 23 : 21–24. Bibcode : 1915PA ..... 23 ... 21S .
  12. ^ Slipher, Vesto (1915). "Spektrographische Beobachtungen von Nebeln". Populäre Astronomie . 23 : 22. Bibcode : 1915PA ..... 23 ... 21S .
  13. ^ Hubble, Edwin (1929). "Eine Beziehung zwischen Entfernung und Radialgeschwindigkeit zwischen extra-galaktischen Nebeln" . Verfahren der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika . 15 (3): 168–173. Bibcode : 1929PNAS ... 15..168H . doi : 10.1073 / pnas.15.3.168 . PMC 522427 . PMID 16577160 .  
  14. ^ Friedman, AA (1922). "Über die Krümmung des Raumes". Zeitschrift für Physik . 10 (1): 377–386. Bibcode : 1922ZPhy ... 10..377F . doi : 10.1007 / BF01332580 . S2CID 125190902 . Englische Übersetzung in Friedman, A. (1999). "Über die Krümmung des Raumes". Allgemeine Relativitätstheorie und Gravitation . 31 (12): 1991–2000. Bibcode : 1999GReGr..31.1991F . doi : 10.1023 / A: 1026751225741 . S2CID 122950995 . )
  15. ^ a b Dies wurde früh von Physikern und Astronomen erkannt, die in den 1930er Jahren in der Kosmologie arbeiteten. Die früheste Laienveröffentlichung, die die Einzelheiten dieser Korrespondenz beschreibt, ist Eddington, Arthur (1933). Das expandierende Universum: Die „große Debatte“ der Astronomie, 1900–1931 . Cambridge University Press .(Nachdruck: ISBN 978-0-521-34976-5 ) 
  16. ^ "Hubble-Volkszählung findet Galaxien bei Rotverschiebungen 9 bis 12" . ESA / Hubble Pressemitteilung . Abgerufen am 13. Dezember 2012 .
  17. ^ Siehe zum Beispiel, das 25. Mai 2004 Pressemitteilung von NASA ‚s Swift Teleskop Raum , die erforscht Gammastrahlenausbrüche :„Messungen der GammastrahlungsSpektren während der Haupt Ausbruch des GRB haben als Rotverschiebung Indikatoren gefunden wenig Wert erhalten Aufgrund des Fehlens genau definierter Merkmale. Optische Beobachtungen von GRB-Nachleuchten haben jedoch Spektren mit identifizierbaren Linien erzeugt, die zu präzisen Rotverschiebungsmessungen führen. "
  18. ^ Siehe [1] für eine Anleitung, wie man große Rotverschiebung Messungen zu definieren undinterpretieren.
  19. ^ A b c d e f g h i Siehe Binney und Merrifeld (1998), Carroll und Ostlie (1996), Kutner (2003) für Anwendungen in der Astronomie.
  20. ^ Wobei z = Rotverschiebung; v || = Geschwindigkeit parallel zur Sichtlinie (positiv, wenn Sie sich vom Empfänger entfernen); c = Lichtgeschwindigkeit ; γ = Lorentz-Faktor ; a = Skalierungsfaktor ; G = Gravitationskonstante ; M = Objekt Masse ; r = radiale Schwarzschild-Koordinate , g tt = t, t Komponente des metrischen Tensors
  21. ^ Ives, H.; Stilwell, G. (1938). "Eine experimentelle Untersuchung der Geschwindigkeit einer sich bewegenden Atomuhr". J. Opt. Soc. Am . 28 (7): 215–226. Bibcode : 1938JOSA ... 28..215I . doi : 10.1364 / josa.28.000215 .
  22. ^ Freund, Jürgen (2008). Spezielle Relativitätstheorie für Anfänger . World Scientific. p. 120. ISBN 978-981-277-160-5.
  23. ^ Ditchburn, R (1961). Licht . Dover. p. 329. ISBN 978-0-12-218101-6.
  24. ^ Siehe " Photonen, Relativitätstheorie, Doppler-Verschiebung, archiviert am 27.08.2006 auf der Wayback-Maschine " an der University of Queensland
  25. ^ Die Unterscheidung wird in Harrison, Edward Robert (2000) deutlich gemacht. Kosmologie: Die Wissenschaft vom Universum (2. Aufl.). Cambridge University Press. S. 306 ff . ISBN 978-0-521-66148-5.
  26. ^ Steven Weinberg (1993). Die ersten drei Minuten: Eine moderne Sicht auf den Ursprung des Universums (2. Aufl.). Grundlegende Bücher. p. 34. ISBN 9780-465-02437-7.
  27. ^ Lars Bergström ; Ariel Goobar (2006). Kosmologie und Teilchenastrophysik (2. Aufl.). Springer. p. 77, Gl. 4.79. ISBN 978-3-540-32924-4.
  28. ^ MS Longair (1998). Galaxienbildung . Springer. p. 161. ISBN 978-3-540-63785-1.
  29. ^ Yu N Parijskij (2001). "The High Redshift Radio Universe" . In Norma Sanchez (Hrsg.). Aktuelle Themen der Astrofundamentalphysik . Springer. p. 223. ISBN 978-0-7923-6856-4.
  30. ^ Messungen der besonderen Geschwindigkeiten bis zu 5 Mpc unter Verwendung des Hubble-Weltraumteleskops wurden 2003 von Karachentsev berichtet; et al. (2003). "Lokale Galaxie fließt innerhalb von 5 Mpc". Astronomie und Astrophysik . 398 (2): 479–491. arXiv : astro-ph / 0211011 . Bibcode : 2003A & A ... 398..479K . doi : 10.1051 / 0004-6361: 20021566 . S2CID 26822121 . 
  31. ^ Theo Koupelis; Karl F. Kuhn (2007). Auf der Suche nach dem Universum (5. Aufl.). Jones & Bartlett Verlag. p. 557 . ISBN 978-0-7637-4387-1.
  32. ^ "Es ist durchaus gültig, die Relativitätsgleichungen als expandierenden Raum zu interpretieren. Der Fehler besteht darin, Analogien zu weit zu treiben und den Raum mit physikalischen Eigenschaften zu erfüllen, die nicht mit den Relativitätsgleichungen übereinstimmen." Geraint F. Lewis; Francis, Matthew J.; Barnes, Luke A.; Kwan, Juliana; et al. (2008). "Kosmologisches Radar in einem expandierenden Universum". Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society . 388 (3): 960–964. arXiv : 0805.2197 . Bibcode : 2008MNRAS.388..960L . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2008.13477.x . S2CID 15147382 . 
  33. ^ Michal Chodorowski (2007). "Erweitert sich der Raum wirklich? Ein Gegenbeispiel". Konzepte Phys . 4 (1): 17–34. arXiv : astro-ph / 0601171 . Bibcode : 2007ONCP .... 4 ... 15C . doi : 10.2478 / v10005-007-0002-2 . S2CID 15931627 . 
  34. ^ Bedran, ML (2002) "Ein Vergleich zwischen dem Doppler und kosmologischen Rotverschiebungen" Am.J.Phys. 70 , 406–408
  35. ^ Edward Harrison (1992). "Die Rotverschiebungsdistanz- und Geschwindigkeitsdistanzgesetze". Astrophysical Journal, Teil 1 . 403 : 28–31. Bibcode : 1993ApJ ... 403 ... 28H . doi : 10.1086 / 172179 .. Eine PDF-Datei finden Sie hier [2] .
  36. ^ Harrison 2000 , p. 315.
  37. ^ Steven Weinberg (2008). Kosmologie . Oxford University Press. p. 11. ISBN 978-0-19-852682-7.
  38. ^ Odenwald & Fienberg 1993
  39. ^ Geschwindigkeit schneller alsLicht erlaubt istda die Ausdehnung der Raum - Zeit - Metrik durch beschrieben allgemeine Relativitätstheorie in Bezugden Sequenzen von nur lokal gültigem Trägheitsrahmen auf einem globalenim Gegensatz Minkowski - Metrik . Eine Expansion, die schneller als Licht ist, ist ein integrierter Effekt über viele lokale Trägheitsrahmen und ist zulässig, da kein einzelner Trägheitsrahmen beteiligt ist. Die Lichtgeschwindigkeitsbegrenzung gilt nur lokal. Siehe Michal Chodorowski (2007). "Erweitert sich der Raum wirklich? Ein Gegenbeispiel". Konzepte Phys . 4 : 17–34. arXiv : astro-ph / 0601171 . Bibcode :2007ONCP .... 4 ... 15C . doi : 10.2478 / v10005-007-0002-2 . S2CID  15931627 .
  40. ^ M. Weiss, Was verursacht die Hubble-Rotverschiebung?, Eintrag in den Physik- FAQ (1994), verfügbar über John Baez ' Website
  41. ^ Dies gilt nur in einem Universum, in dem es keine besonderen Geschwindigkeiten gibt . Ansonsten kombinieren sich Rotverschiebungen als
    Dies ergibt Lösungen, bei denen bestimmte Objekte, die "zurücktreten", blau verschoben sind und andere Objekte, die sich "nähern", rot verschoben sind. Weitere auf diesem bizarren Ergebnis Davis, TM, Lineweaver-, CH, und Webb, JK " Lösungen für das angebundenen Galaxie Problem in einem expandierenden Universum und die Beobachtung von fliehenden blauverschobenen Objekten ", American Journal of Physics (2003), 71 358- 364.
  42. ^ Chant, CA (1930). "Notizen und Abfragen (Teleskope und Observatoriumsausrüstung - Die Einstein-Verschiebung von Solarlinien)". Zeitschrift der Royal Astronomical Society of Canada . 24 : 390. Bibcode : 1930JRASC..24..390C .
  43. ^ Einstein, A (1907). "Über das Relativitätsprinzip und die auszugsweise gezogenen Folgerungen". Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik . 4 : 411–462.Siehe S. 458 Der Einfluss eines Gravitationsfeldes auf Uhren
  44. ^ Pfund, R.; Rebka, G. (1960). "Scheinbares Gewicht von Photonen" . Briefe zur körperlichen Überprüfung . 4 (7): 337–341. Bibcode : 1960PhRvL ... 4..337P . doi : 10.1103 / PhysRevLett.4.337 .. Dieses Papier war die erste Messung.
  45. ^ Sachs, RK ; Wolfe, AM (1967). "Störungen eines kosmologischen Modells und Winkelvariationen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds". Astrophysikalisches Journal . 147 (73): 73. Bibcode : 1967ApJ ... 147 ... 73S . doi : 10.1086 / 148982 .
  46. ^ Als zum ersten Mal kosmologische Rotverschiebungen entdeckt wurden,schlug Fritz Zwicky einen Effekt vor, der als müdes Licht bekannt ist. Während es normalerweise für historische Interessen in Betracht gezogen wird, wird es manchmal zusammen mit intrinsischen Rotverschiebungsvorschlägen von nicht standardmäßigen Kosmologien verwendet . 1981 fasste HJ Reboul viele alternative Rotverschiebungsmechanismen zusammen , die seit den 1930er Jahren in der Literatur diskutiert wurden. Im Jahr 2001bemerkte Geoffrey Burbidge in einer Rezension, dass die breitere astronomische Gemeinschaft solche Diskussionen seit den 1960er Jahren an den Rand gedrängt habe. Burbidge und Halton Arp untersuchen das Geheimnis der Natur von Quasarenversuchten, alternative Rotverschiebungsmechanismen zu entwickeln, und nur sehr wenige ihrer Kollegen gaben zu, dass sie ihre Arbeit akzeptierten, geschweige denn akzeptierten. Darüber hinaus Goldhaber; et al. (2001). "Zeitskalen-Dehnungsparametrisierung von Supernova-B-Band-Lichtkurven vom Typ Ia" . Astrophysikalisches Journal . 558 (1): 359–386. arXiv : astro-ph / 0104382 . Bibcode : 2001ApJ ... 558..359G . doi : 10.1086 / 322460 . S2CID 17237531 . wies darauf hin, dass alternative Theorien die in Supernovae vom Typ Ia beobachtete Zeitskalendehnung nicht berücksichtigen können
  47. ^ Für eine Übersicht über das Thema Photometrie siehe Budding, E., Einführung in die astronomische Photometrie , Cambridge University Press (24. September 1993), ISBN 0-521-41867-4 
  48. ^ Die Technik wurde zuerst von Baum, WA: 1962, in GC McVittie (Hrsg.), Problems of extra-galactic research , p. 390, IAU-Symposium Nr. 15
  49. ^ Bolzonella, M.; Miralles, J.-M.; Pelló, R., Photometrische Rotverschiebungen basierend auf Standard-SED-Anpassungsverfahren , Astronomy and Astrophysics , 363 , S. 476–492 (2000).
  50. ^ Eine pädagogische Übersicht über die K-Korrektur von David Hogg und anderen Mitgliedern der SDSS- Zusammenarbeit finden Sie unter astro-ph .
  51. ^ Der Exoplanet Tracker ist das neueste Beobachtungsprojekt, das diese Technik verwendet und in der Lage ist, die Rotverschiebungsschwankungen in mehreren Objekten gleichzeitig zu verfolgen, wie in Ge, Jian berichtet. Van Eyken, Julian; Mahadevan, Suvrath; Dewitt, Curtis; et al. (2006). "Der erste extrasolare Planet, der mit einem Hochdurchsatz-Doppler-Instrument der neuen Generation entdeckt wurde". Das astrophysikalische Journal . 648 (1): 683–695. arXiv : astro-ph / 0605247 . Bibcode : 2006ApJ ... 648..683G . doi : 10.1086 / 505699 . S2CID 13879217 . 
  52. ^ Libbrecht, Keng (1988). "Sonnen- und Sternseismologie" (PDF) . Weltraumwissenschaftliche Rezensionen . 47 (3–4): 275–301. Bibcode : 1988SSRv ... 47..275L . doi : 10.1007 / BF00243557 . S2CID 120897051 .  
  53. ^ 1871maß Hermann Carl Vogel die Rotationsrate der Venus . Vesto Slipher arbeitete an solchen Messungen, als er seine Aufmerksamkeit auf Spiralnebel richtete.
  54. ^ Eine frühe Rezension von Oort, JH zu diesem Thema: Oort, JH (1970). "Die Bildung von Galaxien und der Ursprung des Hochgeschwindigkeitswasserstoffs". Astronomie und Astrophysik . 7 : 381. Bibcode : 1970A & A ..... 7..381O .
  55. ^ Asaoka, Ikuko (1989). "Röntgenspektren im Unendlichen von einer relativistischen Akkretionsscheibe um ein Kerr-Schwarzes Loch". Veröffentlichungen der Astronomical Society of Japan . 41 (4): 763–778. Bibcode : 1989PASJ ... 41..763A .
  56. ^ Rybicki, GB und AR Lightman, Strahlungsprozesse in der Astrophysik , John Wiley & Sons, 1979, p. 288 ISBN 0-471-82759-2 
  57. ^ "Kosmische Detektive" . Die Europäische Weltraumorganisation (ESA). 2013-04-02 . Abgerufen am 25.04.2013 .
  58. ^ Eine genaue Messung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds wurde durch das COBE- Experiment erreicht. Die endgültige veröffentlichte Temperatur von 2,73 K wurde in diesem Artikel angegeben: Fixsen, DJ; Cheng, ES; Cottingham, DA; Eplee, RE, Jr.; Isaacman, RB; Mather, JC; Meyer, SS; Noerdlinger, PD; Shafer, RA; Weiss, R.; Wright, EL; Bennett, CL; Boggess, NW; Kelsall, T.; Moseley, SH; Silverberg, RF; Smoot, GF; Wilkinson, DT. (1994). "Mit dem COBE FIRAS-Instrument gemessenes Dipolspektrum des kosmischen Mikrowellenhintergrunds", Astrophysical Journal , 420, 445. Die genaueste Messung ab 2006 wurde durch das WMAP- Experimenterzielt.
  59. ^ a b Peebles (1993).
  60. ^ Binney, James; Scott Treimane (1994). Galaktische Dynamik . Princeton University Press. ISBN 978-0-691-08445-9.
  61. ^ Oesch, PA; Brammer, G.; van Dokkum, P.; et al. (1. März 2016). "Eine bemerkenswert leuchtende Galaxie bei z = 11,1, gemessen mit Hubble-Weltraumteleskop-Grismaspektroskopie". Das astrophysikalische Journal . 819 (2): 129. arXiv : 1603.00461 . Bibcode : 2016ApJ ... 819..129O . doi : 10.3847 / 0004-637X / 819/2/129 . S2CID 119262750 . 
  62. ^ MD Lehnert; Nesvadba, NP; Cuby, JG; Swinbank, AM; et al. (2010). "Spektroskopische Bestätigung einer Galaxie bei Rotverschiebung z = 8,6". Natur . 467 (7318): 940–942. arXiv : 1010,4312 . Bibcode : 2010Natur.467..940L . doi : 10.1038 / nature09462 . PMID 20962840 . S2CID 4414781 .  
  63. ^ Watson, Darach; Christensen, Lise; Knudsen, Kirsten Kraiberg; Richard, Johan; Gallazzi, Anna; Michałowski, Michał Jerzy (2015). "Eine staubige, normale Galaxie in der Epoche der Reionisierung". Natur . 519 (7543): 327–330. arXiv : 1503.00002 . Bibcode : 2015Natur.519..327W . doi : 10.1038 / nature14164 . PMID 25731171 . S2CID 2514879 .  
  64. ^ Bradley, L.; et al. (2008). "Entdeckung eines sehr hellen, stark linsenförmigen Galaxienkandidaten bei z ~ 7,6". Das astrophysikalische Journal . 678 (2): 647–654. arXiv : 0802.2506 . Bibcode : 2008ApJ ... 678..647B . doi : 10.1086 / 533519 . S2CID 15574239 . 
  65. ^ Egami, E.; et al. (2005). "Spitzer- und Hubble-Weltraumteleskop-Einschränkungen für die physikalischen Eigenschaften der z ~ 7-Galaxie, die von A2218 stark beeinflusst wird". Das astrophysikalische Journal . 618 (1): L5 - L8. arXiv : astro-ph / 0411117 . Bibcode : 2005ApJ ... 618L ... 5E . doi : 10.1086 / 427550 . S2CID 15920310 . 
  66. ^ Salvaterra, R.; Valle, M. Della; Campana, S.; Chincarini, G.; et al. (2009). "GRB 090423 enthüllt einen explodierenden Stern in der Epoche der Reionisierung". Natur . 461 (7268): 1258–60. arXiv : 0906.1578 . Bibcode : 2009Natur.461.1258S . doi : 10.1038 / nature08445 . PMID 19865166 . S2CID 205218263 .  
  67. ^ "Wissenschaftler beobachten supermassives Schwarzes Loch im Säuglingsuniversum" . phys.org .
  68. ^ Bañados, Eduardo; Venemans, Bram P.; Mazzucchelli, Chiara; Farina, Emanuele P.; Walter, Fabian; Wang, Feige; Decarli, Roberto; Stern, Daniel; Fan, Xiaohui; Davies, Frederick B.; Hennawi, Joseph F.; Simcoe, Robert A.; Turner, Monica L.; Rix, Hans-Walter; Yang, Jinyi; Kelson, Daniel D.; Rudie, Gwen C.; Winters, Jan Martin (Januar 2018). "Ein Schwarzes Loch mit einer Sonnenmasse von 800 Millionen in einem signifikant neutralen Universum mit einer Rotverschiebung von 7,5". Natur . 553 (7689): 473–476. arXiv : 1712.01860 . Bibcode : 2018Natur.553..473B . doi : 10.1038 / nature25180 . PMID 29211709 . S2CID  205263326 .
  69. ^ Saxena, A. (2018). "Entdeckung einer Radiogalaxie bei z = 5,72". Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society . 480 (2): 2733–2742. arXiv : 1806.01191 . Bibcode : 2018MNRAS.480.2733S . doi : 10.1093 / mnras / sty1996 . S2CID 118830412 . 
  70. ^ Walter, Fabian; Bertoldi, Frank; Carilli, Chris; Cox, Pierre; et al. (2003). "Molekulares Gas in der Wirtsgalaxie eines Quasars bei Rotverschiebung z = 6,42". Natur . 424 (6947): 406–8. arXiv : astro-ph / 0307410 . Bibcode : 2003Natur.424..406W . doi : 10.1038 / nature01821 . PMID 12879063 . S2CID 4419009 .  
  71. ^ Smail, Ian; Owen, FN; Morrison, GE; Kiel, WC; et al. (2002). "Die Vielfalt extrem roter Objekte". Das astrophysikalische Journal . 581 (2): 844–864. arXiv : astro-ph / 0208434 . Bibcode : 2002ApJ ... 581..844S . doi : 10.1086 / 344440 . S2CID 51737034 . 
  72. ^ Totani, Tomonori; Yoshii, Yuzuru; Iwamuro, Fumihide; Maihara, Toshinori; et al. (2001). "Hyper extrem rote Objekte im Subaru-Tiefenfeld: Hinweise auf elliptische Urgalaxien in der staubigen Starburst-Phase". Das astrophysikalische Journal . 558 (2): L87 - L91. arXiv : astro-ph / 0108145 . Bibcode : 2001ApJ ... 558L..87T . doi : 10.1086 / 323619 . S2CID 119511017 . 
  73. ^ Lineweaver, Charles; Tamara M. Davis (2005). "Missverständnisse über den Urknall". Wissenschaftlicher Amerikaner . 292 (3): 36–45. Bibcode : 2005SciAm.292c..36L . doi : 10.1038 / Scientificamerican0305-36 .
  74. ^ Naoz, S.; Noter, S.; Barkana, R. (2006). "Die ersten Sterne im Universum". Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society: Briefe . 373 (1): L98 - L102. arXiv : astro-ph / 0604050 . Bibcode : 2006MNRAS.373L..98N . doi : 10.1111 / j.1745-3933.2006.00251.x . S2CID 14454275 . 
  75. ^ Lesgourgues, J; Pastor, S (2006). "Massive Neutrinos und Kosmologie". Physikberichte . 429 (6): 307–379. arXiv : astro-ph / 0603494 . Bibcode : 2006PhR ... 429..307L . doi : 10.1016 / j.physrep.2006.04.001 . S2CID 5955312 . 
  76. ^ Grishchuk, Leonid P (2005). "Relikt Gravitationswellen und Kosmologie". Physik-Uspekhi . 48 (12): 1235–1247. arXiv : gr-qc / 0504018 . Bibcode : 2005PhyU ... 48.1235G . doi : 10.1070 / PU2005v048n12ABEH005795 . S2CID 11957123 . 
  77. ^ Sobral, David; Matthee, Jorryt; Darvish, Behnam; Schaerer, Daniel; Mobasher, Bahram; Röttgering, Huub JA; Santos, Sérgio; Hemmati, Shoubaneh (4. Juni 2015). "Hinweise auf POPIII-ähnliche Sternpopulationen in den leuchtendsten LYMAN-α-Emittern in der Epoche der Reionisation: spektroskopische Bestätigung". Das astrophysikalische Journal . 808 (2): 139. arXiv : 1504.01734 . Bibcode : 2015ApJ ... 808..139S . doi : 10.1088 / 0004-637x / 808/2/139 . S2CID 18471887 . 
  78. ^ Auf Wiedersehen, Dennis (17. Juni 2015). "Astronomen berichten, dass sie früheste Sterne gefunden haben, die den Kosmos bereichert haben" . Die New York Times . Abgerufen am 17. Juni 2015 .
  79. ^ MJ Geller & JP Huchra, Science 246 , 897 (1989). online
  80. ^ Weitere Informationen findenSie auf der offiziellen CfA- Website .
  81. ^ Shaun Cole ; Percival; Pfau; Norberg; et al. (2005). "Die Rotverschiebungsuntersuchung der 2dF-Galaxie: Leistungsspektrumanalyse des endgültigen Datensatzes und der kosmologischen Implikationen". Mo. Nicht. R. Astron. Soc . 362 (2): 505–34. arXiv : astro-ph / 0501174 . Bibcode : 2005MNRAS.362..505C . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2005.09318.x . S2CID 6906627 .  2dF Galaxy Redshift Survey Homepage
  82. ^ "SDSS-III" . www.sdss3.org .
  83. ^ Marc Davis; DEEP2-Zusammenarbeit (2002). "Wissenschaftliche Ziele und frühe Ergebnisse der DEEP2-Rotverschiebungsumfrage". Konferenz über astronomische Teleskope und Instrumente, Waikoloa, Hawaii, 22.-28. August 2002 . arXiv : astro-ph / 0209419 . Bibcode : 2003SPIE.4834..161D . doi : 10.1117 / 12.457897 .

Quellen [ bearbeiten ]

Artikel [ bearbeiten ]

  • Odenwald, S. & Fienberg, RT. 1993; "Galaxy Redshifts Reconsidered" in Sky & Telescope Februar 2003; S. 31–35 (Dieser Artikel ist nützlich, um zwischen den drei Arten der Rotverschiebung und ihren Ursachen zu unterscheiden.)
  • Lineweaver, Charles H. und Tamara M. Davis, " Missverständnisse über den Urknall ", Scientific American , März 2005. (Dieser Artikel ist nützlich, um den kosmologischen Rotverschiebungsmechanismus zu erklären und Missverständnisse in Bezug auf die Physik der Raumerweiterung auszuräumen .)

Bücher [ bearbeiten ]

  • Nussbaumer, Harry; Lydia Bieri (2009). Das expandierende Universum entdecken . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-51484-2.
  • Binney, James; Michael Merrifeld (1998). Galaktische Astronomie . Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02565-0.
  • Carroll, Bradley W. und Dale A. Ostlie (1996). Eine Einführung in die moderne Astrophysik . Addison-Wesley Publishing Company, Inc. ISBN 978-0-201-54730-6.
  • Feynman, Richard; Leighton, Robert; Sands, Matthew (1989). Feynman-Vorlesungen über Physik. Vol. 1 . Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-51003-4.
  • Grøn, Øyvind ; Hervik, Sigbjørn (2007). Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie . New York: Springer. ISBN 978-0-387-69199-2.
  • Kutner, Marc (2003). Astronomie: Eine physikalische Perspektive . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-52927-3.
  • Misner, Charles; Thorne, Kip S.; Wheeler, John Archibald (1973). Gravitation . San Francisco: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-0344-0.
  • Peebles, PJE (1993). Prinzipien der physikalischen Kosmologie . Princeton University Press. ISBN 978-0-691-01933-8.
  • Taylor, Edwin F.; Wheeler, John Archibald (1992). Raumzeitphysik: Einführung in die Spezielle Relativitätstheorie (2. Aufl.). WH Freeman. ISBN 978-0-7167-2327-1.
  • Weinberg, Steven (1971). Gravitation und Kosmologie . John Wiley. ISBN 978-0-471-92567-5.
  • Siehe auch Lehrbücher zur physikalischen Kosmologie für Anwendungen der kosmologischen und gravitativen Rotverschiebungen.

Externe Links [ Bearbeiten ]

  • Ned Wrights Kosmologie-Tutorial
  • Eintrag im kosmischen Referenzhandbuch zur Rotverschiebung
  • Mike Luciuks Astronomical Redshift Tutorial
  • Animiertes GIF der kosmologischen Rotverschiebung von Wayne Hu
  • Merrifield, Michael; Hill, Richard (2009). "Z Rotverschiebung" . SIXTψ SYMBΦLS . Brady Haran für die University of Nottingham .