Das Hubble-Gesetz. J. Lietz. Physikalisches Proseminar, Der Weg zum Hubble-Gesetz Das Hubble-Gesetz Kosmologische Entfernungsbestimmungen
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- Hennie Insa Schenck
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1 J. Lietz Physikalisches Proseminar, 2013 J. Lietz
2 Übersicht 1 Der Weg zum Hubble-Gesetz 2 3 J. Lietz
3 Motivation Wie weit sind Galaxien und Sterne entfernt? Wie groß und wie alt ist das Universum? J. Lietz
4 Der Weg zum Hubble-Gesetz bis Anfang 20. Jhdt. : statisches Universum, keine extragalaktischen Objekte Vesto Slipher beobachtet Blauverschiebung des Andromedanebel-Spektrums bis 1922: Untersuchung weiterer Objekte J. Lietz
5 Der Weg zum Hubble-Gesetz Mehrheit der untersuchten Objekte weist rotverschobenes Spektrum auf Bestimmung der Radialgeschwindigkeiten anhand der Spektralverschiebungen Expansion des Universums J. Lietz
6 Der Weg zum Hubble-Gesetz Einschub: Rotverschiebung Vergleich des beobachteten Spektrums mit bekanntem Spektrum Rotverschiebung Doppler Effekt Rotverschiebung nur auf großen Distanzen, da Gravitation Expansion beeinflusst J. Lietz
7 Der Weg zum Hubble-Gesetz Einschub: Rotverschiebung Abbildung : Rotverschiebung der Spektrallinien J. Lietz
8 Hubble/Humason: Untersuchung der Spektren von sehr lichtschwachen Galaxien berechnete Radialgeschwindigkeiten deutlich größer als die naher Galaxien Auswertung (1929): linearer Zusammenhang zwischen Rotverscheibung und Entfernung; z = Konstante r J. Lietz
9 Abbildung : Original-Daten von Lemaître und Hubble J. Lietz
10 Abbildung : Fluchtgeschwindigkeiten und Entfernungen von 1355 Galaxien J. Lietz
11 Hubble-Gesetz: c z = H 0 r "Hubble-Konstante" H 0 = 74, 3 ± 2, 1 km s Mpc Hubble-Konstante zeitabhängig Hubble-Konstante beschreibt Expansionsrate des Universums J. Lietz
12 Abgeleitete Größen: Die Hubble-Zeit Hubble-Zeit: Zeit, die vergangen ist seit, Beobachter und beobachtetes Objekt am selben Ort waren H T = r c z = 1 H 0 ; H T = 13, 14 Mrd. Jahre keine homogene Massenverteilung, daher auch keine homogene Expansion des Universums Hubble-Zeit ist Schätzwert für Alter des Universums J. Lietz
13 Abgeleitete Größen: Die Hubble-Länge Hubble-Länge: Strecke, die das Licht in der Hubble-Zeit zurücklegt H L = c H 0 = c H T für H 0 = 74, 3 ± 2, 1 km s Mpc : H L = 1, km Radius des beobachtbaren Universums J. Lietz
14 Standardkerzen Standardkerzen: leicht zu identifizierende Objekte, deren absolute Helligkeit M bekannt ist Berechnung der Entfernung mit Hilfe des Entfernungsmoduls m M = 5(log 10 D L 1) J. Lietz
15 Cepheiden Sterne, die periodisch ihre Leuchtkraft ändern Grund für periodische Änderung: Kappa-Mechanismus Henrietta Swan Leavitt (1912): Perioden-Leuchtkraft-Beziehung Bestimmung des Abstandes zum Andromedanebel durch Hubble J. Lietz
16 RR Lyrae-Sterne lichtschwächere Unterklasse der Cepheiden kürzere Periodendauer werden als Standardkerzen verwendet, da einige Galaxien der lokalen Gruppe keine Cepheiden enthalten J. Lietz
17 Novae Objekte, deren Helligkeit sich in kurzer Zeit signifikant erhöht treten in Doppelsternsystemen auf seltener als Cepheiden, daher kein Ersatz für Cepheiden-Methode liefert Vergleichswerte J. Lietz
18 Supernovae vom Typ 1a explodierender Stern (Weißer Zwerg) Explosion teilweise heller als Heimatgalaxie extrem gute Standardkerzen für intergalaktische Distanzen eher seltenes Phänomen J. Lietz
19 Supernovae vom Typ 1a Abbildung : Supernova J. Lietz
20 Zusammenfassung Mehrheit der Galaxien weist rotverschobenes Spektrum auf Hubble-Gesetz: linearer Zusammenhang zwischen Rotverschiebung und Entfernung Entfernungsbestimmung mit Hilfe sogenannter Standardkerzen J. Lietz
21 Quellen http : // regensburg.de/forschung/wegscheider/gebhardt_files/skripten/kosmologischeentfernungen.pdf http : //homepages.uni regensburg.de/ lea22257/astroteil0809/hubble Gesetz.pdf http : // regensburg.de/forschung/wegscheider/gebhardt_files/skripten/kosmologieii.01.pdf http : //astro.uni tuebingen.de/ nagel/publikationen/lehrer_2008.pdf J. Lietz
22 Abbildungsverzeichnis http : // live.com/binaries/asset/image/18420/image/rotverschiebung_von_spektrallinien_im_optischen_spektrum.jpg http : // 02_lemaitre hubble.jpg http : //download.e bookshelf.de/download/0000/7535/16/l X XHTML/images/ch02_image005.jpg http : //astrobites.org/wp content/uploads/2013/03/sningal.jpg J. Lietz
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