Seminar milchstra e die hubble konstante
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Seminar „Milchstraße“ Die Hubble Konstante. Vortragender: Alexander Storch. Gliederung. 1Historische Einführung 2Die Expansion des Universums 3 Kosmologische Rotverschiebung und Hubble Effekt 4Hubble Zeit, Hubble Länge und Hubble Sphäre 5Zusammenfassung 6Literatur.

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Seminar „Milchstraße“ Die Hubble Konstante

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Seminar milchstra e die hubble konstante

Seminar „Milchstraße“Die Hubble Konstante

Vortragender: Alexander Storch


Gliederung

Gliederung

1Historische Einführung

2Die Expansion des Universums

3 Kosmologische Rotverschiebung

und Hubble Effekt

4Hubble Zeit, Hubble Länge und Hubble Sphäre

5Zusammenfassung

6Literatur


1 historische einf hrung

1 Historische Einführung

  • Edwin Hubble (1889-1953)

  • Studium der Astronomie,

    anschließend Jurastudium

    in Oxford

  • 1926 Veröffentlichung der

    Galaxienklassifikation

  • 1929 Veröffentlichung zu

    extragalaktischen

    Rotverschiebungen

Quelle:http://pmi.itmonline.com/netnotes/Big%20Questions%20Net%20Notes/Edwin%20Hubble%20-%20Bio.htm


Das hubble diagramm von 1929

Gliederungspunkt: 1 Historische Einführung

Das Hubble Diagramm von 1929

Quelle: http://www.astro.uni-bonn.de/~deboer/hubble/hubble.html


Entdeckung der kosmologischen rotverschiebung

Gliederungspunkt: 1 Historische Einführung

Entdeckung der kosmologischen Rotverschiebung

  • Slipher 1923: Spektrallinien bei 36 von 41

    untersuchten Galaxien rot verschoben

     zufällige Verteilung unwahrscheinlich

  • Hubble: weitere Messungen, Ableitung der Gesetze:

    1. z = v / c 2. v = H • r

  • Übereinstimmung mit theoretischen Modellen der

    Kosmologie, aber:

  • Wert der Konstanten zu hoch

  • Erklärung über den Dopplereffekt unzutreffend


Die expansion des universums

Die Expansion des Universums

Das Universum als expandierendes Gummiband


Das ersu modell

Gliederungspunkt: 2 Die Expansion des Universums

Das ERSU - Modell

Expansion eines

ebenen,zweidimensionalenUniversums.

Quelle: http://astronomy.nmsu.edu/nicole/teaching/ASTR110/lectures/lecture28/slide01.html


Koordinaten und mitbewegung

Gliederungspunkt: 2 Die Expansion des Universums

Koordinaten und Mitbewegung


Expansion und galaxien

Gliederungspunkt: 2 Die Expansion des Universums

Expansion und Galaxien

  • Gravitativ

    gebundene Systeme

    (Galaxien,

    Galaxienhaufen,…)

    zeigen keine

    Expansion

  • Aufgemalte Kreise

    sind keine Galaxien!

  • „Befestigte“ Scheiben

    sind Galaxien!

Quelle: http://www.einstein-online.info/en/images/elementary/expansion1.gif


Galaxienflucht

Gliederungspunkt: 2 Die Expansion des Universums

Galaxienflucht

Quelle: http://www.der-kosmos.de/pics/entfernteste_galaxie_gr.jpg


Was ist die hubble zahl

Gliederungspunkt: 2 Die Expansion des Universums

Was ist die Hubble Zahl?

  • Fluchtgeschwindigkeit proportional zur Entfernung

  • Proportionalitätsfaktor H entspricht der Hubble Zahl

    des Geschwindigkeits-Entfernungsgesetzes:

  • empirischer Wert heute: H = 72 +/- 8 km∙s-1∙Mpc-1

    Aber:  keine Konstante, Änderung mit der Zeit

     Beobachter „misst“ in verschiedenen

    Entfernungen verschiedene Werte von H


Definition der hubble zahl

Gliederungspunkt: 2 Die Expansion des Universums

Definition der Hubble Zahl

  • R = universaler Maß - oder Skalenfaktor für die

    Größe des Universums zu einem festen Zeitpunkt

  • im Modell oft einfach zu veranschaulichen

    („Radius des Universums“)

  • allgemein schwer als absoluter Wert bestimmbar

     zeitliche Änderung ist beobachtbar!


Kosmologische rotverschiebung und hubble effekt

Kosmologische Rotverschiebung und Hubble Effekt

  • Messung der Rotverschiebung von Spektrallinien ist

    immer eine Gesamtmessung aller Einflüsse

  • dazu zählen:

    1) Die Gravitative Rotverschiebung

    2) Die Doppler-Verschiebung

    3) Die Expansions-Rotverschiebung

  • Ziel: Anteile der einzelnen Effekte an der gemessenen

    Gesamtrotverschiebung ermitteln oder abschätzen


Gravitative rotverschiebung

Gliederungspunkt: 3 Kosmologische Rotverschiebung und Hubble-Effekt

Gravitative Rotverschiebung

Ursache: Einfluss sehr massiver Körper

In der Regel zu vernachlässigen!

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Allgemeine_Relativit%C3%A4tstheorie


Doppler verschiebung

Gliederungspunkt: 3 Kosmologische Rotverschiebung und Hubble-Effekt

Doppler-Verschiebung

Quelle: http://www.astro.uni-bonn.de/~deboer/eida/eida-plan.html


Doppler verschiebung 2

Gliederungspunkt: 3 Kosmologische Rotverschiebung und Hubble-Effekt

Doppler-Verschiebung (2)

Es gelten die Formeln:

  • erklärt den Anteil der Rotverschiebung aus

    Eigenbewegung

  • beschreibt NICHT die Expansion des Universums


Expansionsrotverschiebung

Gliederungspunkt: 3 Kosmologische Rotverschiebung und Hubble-Effekt

Expansionsrotverschiebung

  • Dehnung des Raumes während der

    Ausbreitung

  • Strecke zwischen zwei Wellenbergen

    vergrößert

  • Vergrößerung der Wellenlänge

  • von der Bewegung des Senders /

    Empfängers unabhängig

Quelle: HARRISON 19842, S.384


Expansionsrotverschiebung 2

Gliederungspunkt: 3 Kosmologische Rotverschiebung und Hubble-Effekt

Expansionsrotverschiebung(2)

Dabei gilt:

  • stets positiv, falls das Universum expandiert

  • Rotverschiebung ist Maß für die Expansionsrate

    des Universums

  • Schließen auf die Entfernung und die Zeit des

    Aussendens ohne konkretes kosmologisches

    Modell nicht möglich


N herung f r nahe objekte

Gliederungspunkt: 3 Kosmologische Rotverschiebung und Hubble-Effekt

Näherung für nahe Objekte


Hubble zeit hubble l nge und hubble sph re

Hubble Zeit, Hubble Länge und Hubble Sphäre

  • Hubble-Zeit: = 1/H

  • Maß für das Alter des Universums

  • 1/H = 13,2 Millarden Jahre

  • Aber: H nicht konstant  1/H liefert nicht das

    exakte Weltalter tA

  • vermutlich: tA größer als 1/H


Die hubble sph re

Gliederungspunkt: 4 Hubble Zeit, Hubble Länge und Hubble Sphäre

Die Hubble Sphäre

  • Hubble Länge = c/H

  • Hubble Sphäre ist

    Kugel mit Radius

    der Hubble Länge

  • Hubble Sphäre

    entspricht dem

    beobachtbaren

    Universum

Quelle: http://www.regenerating-universe.org/20)%20Regenerating_Universe_in_a%20_nutshell.htm


5 zusammenfassung

5Zusammenfassung

  • Geschwindigkeits-Entfernungsgesetz 1929 von E. Hubble entdeckt

  • Hubble Kostante H beschreibt linearen Zusammenhang zwischen beiden Größen

  • Ursache: Expansion des Raumes

  • nahe Objekte: Approximation eines Rotverschiebungs – Entfernungsgesetz gleicht Dopplerformel

  • weitere Erkenntnisse aus der Konstanten ableitbar


6 literatur

6Literatur

(1) Harrison, E. (1999): Cosmology – The Science of the

Universe. 2. Auflage, Cambridge: Cambridge

University Press

(2) Singh, S. (2005): Big Bang – Der Ursprung des

Kosmos und die Erfindung der modernen

Naturwissenschaft. Wien: Carl-Hanser-Verlag

München

Die übrigen Quellen sind ausschließlich als Bildquellen zu

verstehen und unter den Abbildungen zu finden.


Vielen dank f r ihre aufmerksamkeit

Vielen Dank für IhreAufmerksamkeit!


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