Zusammenfassung. Summary
|
|
- Felix Brodbeck
- vor 6 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 Ein neuer Messstab: Abstandsmessung mit Winkeldurchmesser und Zeitverzögerung bei starken Gravitationslinsen A new standard ruler: Measuring angular diameter distances using time-delay strong lenses Jee, Inh; Komatsu, Eiichiro, Suyu, Sherry (ASIAA) Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching Korrespondierender Autor jee1213@mpa-garching.mpg.de Zusammenfassung Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Astrophysik schlagen eine Abstandsmessung vor. Dafür nutzen sie ein Gravitationslinsensystem mit einer zeitveränderlichen Quelle (z. B. einem Quasar), um den Winkeldurchmesser-Abstand von der Linse zu messen. Summary Scientists at the Max Planck Institute for Astrophysics propose a crucially improved distance measurement. They use a strong gravitational lens system with a time-varying source (e. g. a quasar) to measure the angular diameter distance to the lens. Bei der Beobachtung des Universums gibt es ein grundlegendes Problem: Das 3-dimensionale Universum wird auf die 2-dimensionale Beobachtungsebene projiziert, wodurch es schwer ist, die Tiefe des Universums zu bestimmen (anders gesagt: es ist schwierig zu messen, wie weit ein Objekt von uns entfernt ist). Infolgedessen müssen sich die Astronomen auf indirekte Methoden verlassen, um kosmologische Entfernungen zu messen. Hierfür gibt es zwei Möglichkeiten. Bei dem Verfahren der sogenannten Standardkerzen nimmt man an, dass die absolute Helligkeit eines Objekts bekannt ist. Diese wird dann mit der scheinbaren Helligkeit verglichen. So führte beispielsweise dieses Verfahren mit Typ-Ia Supernovae als Standardkerzen zur Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums und der Existenz der Dunklen Energie. Die andere Methode nutzt einen Standardmaßstab, der die scheinbare Größe eines Objekts mit seiner intrinsischen Größe vergleicht. Zum Beispiel konnten die Astronomen große Galaxiendurchmusterungen verwenden, um die sogenannten baryonischen akustischen Schwingungen als Standardmaßstab zu nutzen. Allerdings haben beide bestehenden Methoden ihre Grenzen. Da die Vorläufer der Typ Ia-Supernovae immer noch nicht bekannt sind, könnte diese Art der Entfernungsbestimmung durch unser physikalisches Verständnis der Supernovae begrenzt sein. Für die Messung der baryonischen akustischen Schwingungen ist ein hoher Einsatz an Ressourcen notwendig, da die Spektren von Millionen von Galaxien aufgenommen werden müssen; 2015 Max-Planck-Gesellschaft 1/5
2 ein derartiges Projekt dauert viele Jahre und kostet zig Millionen Euro. Deshalb besteht gibt es einen starken Wunsch nach anderen Standardkerzen oder Standardmaßstäben, die physikalisch gut verstanden sind und weniger Beobachtungsressourcen benötigen. A bb. 1: Bild des Gravitationslinsensystem s B , aufgenom m en m it dem Hubble Space Telescope (von Suyu et al. 2010). Die zentrale Linsengalaxie (G1) und eine Satellitengalaxie (G2) sind durch m ehrere Bilder der Hintergrundquelle (A, B, C und D) um geben. Die Reihenfolge der Bilder folgt ihrer Helligkeit. HST / NASA Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) haben vor kurzem ein Verfahren wesentlich verbessert, um Gravitationslinsensysteme mit gemessenen Zeitverzögerungen zu nutzen, um die Entfernung zur Gravitationslinse abzuleiten. Die Methode wurde erstmals 2009 von Paraficz und Hjorth vorgeschlagen; seitdem wurden aber keine weiteren Untersuchungen durchgeführt. Der starke Gravitationslinseneffekt tritt dann auf, wenn sich eine massereiche Galaxie fast auf der Sichtlinie zu einem Hintergrund-Quasar befindet. Das von der Quelle emittierte Licht durchquert das Gravitationsfeld der Galaxie und wird dabei leicht in Richtung der Galaxie gebogen; ein Effekt der Allgemeinen Relativitätstheorie. Auf jedes Photon, das einen unterschiedlichen Bereich der Galaxie durchquert, wirkt ein anderes Gravitationspotenzial. Dadurch wirkt die Galaxie wie eine optische Linse und die Photonen mit unterschiedlichen Wegen produzieren mehrere Bilder rund um die Galaxie (Abb. 1). Da jedes Photon einen anderen Weg zum Beobachter nimmt, unterscheiden sich die Pfadlängen und damit die Ankunftszeiten der Photonen. Der Betrachter kann somit die zeitliche Verzögerung zwischen den verschiedenen Wegen messen, wenn die Quelle ihre Helligkeit mit der Zeit ändert (siehe Schema in Abb. 2). Der Zeitunterschied zwischen den Bildern wird als Zeitverzögerung bezeichnet. Die Physik hinter dieser neuen Methode ist einfach. Die gemessene Größe ist proportional zur Masse der Galaxie. Die gemessene Geschwindigkeitsdispersion der Galaxie verrät das Gravitationspotenzial der Linse. Eine Kombination dieser beiden Messungen ergibt somit die physikalische Größe der Linse. Vergleicht man die physikalische Größe der Linse, die berechnet wurde, und die Winkelgröße der Linse, die beobachtet wurde, so 2015 Max-Planck-Gesellschaft 2/5
3 erhält man den Abstand zur Linse. A bb. 2: Konfiguration eines starken Gravitationslinsensystem s. Die durchgezogene Linie zeigt zwei unterschiedliche Wege, denen von der Quelle em ittierte Photonen folgen können. Die gestrichelten Linien deuten die Winkelpositionen an, unter denen die Bilder und die Quelle am Him m el erscheinen würden. Die Position der Quelle kann jedoch üblicherweise nicht beobachtet werden, da sie sehr nahe an der Linse ist. Man beachte, dass dieses Schem a nicht m aßstabsgetreu ist. Die Entfernung, die die Photonen zurücklegen, ist viel größer als die Ausdehnung der Linse oder der Quelle. Max-Planck-Institut für Astrophysik / Jee & Suyu Die so gemessene Winkeldurchmesser-Entfernung zur Linsengalaxie kann dann mit anderen Messgrößen wie etwa der Geschwindigkeitsdispersion, der Rotverschiebung der Gravitationslinse und den Positionen der Mehrfachbilder in Bezug gesetzt werden. Sie hängt außerdem davon ab, wie steil das Massenprofil der Gravitationslinse ist, das über eine Analyse der Form und Helligkeitsverteilung der Gravitationslinse sowie der Mehrfachbilder bestimmt werden kann. Ein großer Vorteil dieser neuen Methode, die von Wissenschaftlern am MPA entdeckt wurde, besteht darin, dass sich jegliche Wirkung einer äußeren Masse aufhebt, die sich entlang der Sichtlinie zwischen dem Beobachter und der Quelle befindet die sogenannte externe Konvergenz. Mit anderen Worten, die Winkeldurchmesser-Entfernung ändert sich nicht durch die Anwesenheit einer äußeren Masse, die eine zusätzliche Biegung der Lichtstrahlen bewirkt. Grundsätzlich wirkt die externe Konvergenz wie eine zusätzliche Linse und trägt zur Unsicherheit bei traditionellen Entfernungsmessungen mit starken Gravitationslinsen bei. Eine gute Analogie besteht zur klassischen Optik: Es ist unmöglich, zwischen einem einzelnen Linsensystem mit einer gegebenen Brennweite und einem Mehrfachlinsensystem aus Linsen mit unterschiedlichen Brennweiten, die zusammen ein System mit der gleichen effektiven Brennweite bilden, zu unterscheiden. Ebenso können Gravitationslinsensysteme mit einer einzigen Linse und mit mehreren Linsengalaxien nicht durch die Beobachtungen unterschieden werden. Allerdings hängt die Winkeldurchmesser-Entfernung bei unserem Verfahren nicht von der externen Konvergenz ab, da die Größe und die Geschwindigkeitsverteilung allein durch die Eigenschaften der Linse bestimmt sind. Wird diese Methode auf das bestehende Linsensystem B (Abb. 1) angewandt, so kann die Entfernung mit einer Genauigkeit von 15% gemessen werden (Abb. 3) Max-Planck-Gesellschaft 3/5
4 A bb. 3: Verteilung der gem essenen Winkeldurchm esser- Entfernungen von sim ulierten Daten für die über die Apertur gem ittelte und m it der Leuchtkraft gewichtete projizierte Geschwindigkeitsdispersion für das Linsensystem B (siehe Abb. 1). Die blaue durchgezogene Linie zeigt die Verteilung, wenn das Eingangsm odell isotrop ist, die grüne gestrichelte Linie die Verteilung für eine sim ulierte anisotrope Geschwindigkeitsdispersion. Die Entfernung kann m it einer Genauigkeit von etwa 15% bestim m t werden. Wenn m an das radiale Profil der Geschwindigkeitsverteilung berücksichtigt (m it dem Sweet Spot, siehe Text), verringert sich die Unsicherheit auf 12%. Max-Planck-Institut für Astrophysik / Jee & Suyu Dieses neue Verfahren erfordert eine genaue Abschätzung der Masse und des Gravitationspotenzials des Systems aus den beobachteten Daten. Die besonderen Herausforderungen liegen dabei sowohl bei der Beobachtung als auch bei der Modellierung der Gravitationslinse. Unter der Annahme, dass die Linsengalaxie (in den meisten Fällen eine massereiche elliptische Galaxie) das dynamische Gleichgewicht erreicht hat, wirkt die zufällige Bewegung der massereichen Teilchen, aus denen die Galaxie besteht, der Schwerkraft entgegen, sodass die Galaxie weder zusammenbricht noch sich ausdehnt. Dies misst man durch die Geschwindigkeitsdispersion von Sternen in Bezug auf die Mitte der Galaxie. Die Jeans-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen der radialen Komponente der Geschwindigkeitsdispersion und dem Gravitationspotenzial; es ist jedoch unmöglich, nur die radiale Komponente der Geschwindigkeitsdispersion zu beobachten. Die Messung beruht auf der Dopplerverschiebung des Sternenlichts. Dies bedeutet, dass nur die Komponente der Geschwindigkeitsdispersion entlang der Sichtlinie gemessen werden kann. Da man nur 2015 Max-Planck-Gesellschaft 4/5
5 leuchtende Objekte (wie Sterne) messen kann, ergibt sich bei der Beobachtung eine projizierte Geschwindigkeitsdispersion, die mit der Lichtstärke gewichtet ist. Ist die Geschwindigkeitsdispersion anisotrop, so wird die Situation sogar noch komplizierter. Darüber hinaus wird die gemessene Geschwindigkeitsdispersion in der Regel über einen gewissen Öffnungswinkel gemittelt, typischerweise wenige Zehntel Bogensekunden. Am Ende ist es also nicht ganz einfach, den Beobachtungswert mit dem Potenzial in Beziehung zu setzen. Um dieser Komplikation Herr zu werden, verwenden wir ortsaufgelöste spektroskopische Daten der Linsengalaxie, um das radiale Profil der Geschwindigkeitsdispersion zu erhalten. Außerdem verwenden wir einen Radius, bei dem die Streuung zwischen verschiedenen anisotropen Profilen minimiert wird, den sogenannten Sweet Spot, der am MPA bereits früher von anderen Forschern abgeleitet wurde (Churazov et al.). Mit diesem Verfahren reduziert sich die Unsicherheit aus der anisotropen Geschwindigkeitsdispersion und die Bestimmung der Winkeldurchmesser-Entfernung verbessert sich auf eine Genauigkeit von nur 12%. Diese Studie zeigt, dass mit einem System, bei dem eine Galaxie als starke Gravitationslinse wirkt und für das die Größen gemessen wurden, die Winkeldurchmesser-Entfernung genau bestimmt werden kann. Dies stellt eine leistungsstarke, neue Möglichkeit zur Verfügung unser Universum zu kartieren Max-Planck-Gesellschaft 5/5
Versuchsanleitung zum Astrophysikalischen Praktikum Standardkerzen: Entfernungsbestimmung von M100
Versuchsanleitung zum Astrophysikalischen Praktikum Standardkerzen: Entfernungsbestimmung von M100 In dieser Aufgabe bestimmen Sie anhand gegebener Lichtkurven von Cepheiden in der Spiralgalaxie M100 im
MehrDas Universum rennt... [18. Jun.] Und das Universum dehnt sich noch schneller aus... Hubble und das Universum
Das Universum rennt... [18. Jun.] Und das Universum dehnt sich noch schneller aus... Hubble und das Universum Vor rund 100 Jahren entdeckte der US-amerikanische Astronom Edwin Hubble [1], dass die Fluchtgeschwindigkeit
MehrDie beschleunigte Expansion
Die beschleunigte Expansion Franz Embacher Fakultät für Physik Universität Wien Vortrag im Rahmen von University Meets Public VHS Meidling, 12. 3. 2012 Nobelpreis 2011 an Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt
MehrGalaxien als Gravitationslinsen Gravitationslinseneffekt Teil II
Galaxien als Gravitationslinsen Gravitationslinseneffekt Teil II Singuläre isotherme Sphäre (SIS) Beispiele von Galaxie-Linsensystemen Massenbestimmung von Galaxie-Linsen Einführung in die extragalaktische
MehrNeues aus Kosmologie und Astrophysik 1.0
Neues aus Kosmologie und Astrophysik 1.0 Unser Universum Sterne und Galaxien Hintergrundstrahlung Elemententstehung Das Big-Bang-Modell Prozesse im frühen Universum Fragen und Antworten (?) Dunkle Materie
MehrKosmologie im dunklen Universum
Kosmologie im dunklen Universum Dr. Robert W. Schmidt Zentrum für Astronomie Universität Heidelberg Lehrerfortbildung Bayreuth 14.10.2010 Literatur Es gibt viele, viele Bücher, Internetseiten, Movies etc.
MehrDie dunkle Seite des Universums
Die dunkle Seite des Universums Dunkle Materie und dunkle Energie Julian Merten Institut f ur Theoretische Astrophysik Zentrum f ur Astronomie Universit at Heidelberg Ravensburg, 26. Juni 2009 Julian Merten
MehrAus was besteht unser Universum?
Aus was besteht unser Universum? Inhalt der Vorlesung Moderne Kosmologie. 1. Von Aristoteles zu Kopernikus 2. Die beobachtbaren Fakten: Kosmologisches Prinzip; Hintergrundstrahlung; Rotverschiebung; dunkle
MehrDas Hubble-Gesetz. J. Lietz. Physikalisches Proseminar, Der Weg zum Hubble-Gesetz Das Hubble-Gesetz Kosmologische Entfernungsbestimmungen
J. Lietz Physikalisches Proseminar, 2013 J. Lietz Übersicht 1 Der Weg zum Hubble-Gesetz 2 3 J. Lietz Motivation Wie weit sind Galaxien und Sterne entfernt? Wie groß und wie alt ist das Universum? J. Lietz
MehrSpektren von Himmelskörpern
Spektren von Himmelskörpern Inkohärente Lichtquellen Tobias Schulte 25.05.2016 1 Gliederung Schwarzkörperstrahlung Spektrum der Sonne Spektralklassen Hertzsprung Russell Diagramm Scheinbare und absolute
MehrDunkle Materie und dunkle Energie
Dunkle Materie und dunkle Energie Franz Embacher Fakultät für Physik der Universität Wien Vortrag am Vereinsabend von ANTARES NÖ Astronomen St. Pölten, 9. 9. 2011 Die Bestandteile Woraus besteht das Universum?
MehrDas Olbers sche Paradoxon
Kosmologie Das Olbers sche Paradoxon Die Hubble-Konstante Ein endliches Universum Das kosmologische Prinzip Homogenität des Universums Metrik einer gekrümmter Raumzeit Hubble Parameter und kritische Dichte
MehrUrknall und Entwicklung des Universums
Urknall und Entwicklung des Universums Thomas Hebbeker RWTH Aachen University Dies Academicus 11.06.2008 Grundlegende Beobachtungen Das Big-Bang Modell Die Entwicklung des Universums 1.0 Blick ins Universum:
MehrSeminararbeit Manuela Grimm Gravitationslinsen 07.01.2016. Seminar Gekrümmter Raum, gedehnte Zeit Prof. Gunnar Bali und Prof.
Seminararbeit Manuela Grimm Gravitationslinsen 07.01.2016 Seminar Gekrümmter Raum, gedehnte Zeit Prof. Gunnar Bali und Prof. Wolfgang Gebhardt 1 Inhaltsverzeichnis A. Einsteinscher Ablenkwinkel 3 B. Linsengeometrie
MehrUrknall und. Entwicklung des Universums. Grundlegende Beobachtungen Das Big-Bang Modell Die Entwicklung des Universums 1.1
Urknall und Entwicklung des Universums Thomas Hebbeker RWTH Aachen Dies Academicus 08.06.2005 Grundlegende Beobachtungen Das Big-Bang Modell Die Entwicklung des Universums 1.1 Blick ins Universum: Sterne
MehrKosmologische Konstante. kosmischer Mikrowellen-Hintergrund. Strukturbildung im frühen Universum
Kosmologische Konstante kosmischer Mikrowellen-Hintergrund und Strukturbildung im frühen Universum Philip Schneider, Ludwig-Maximilians-Universität 31.05.005 Gliederung Geschichte: Die letzten 100 Jahre
MehrSchwarze Löcher in Zentren von Galaxien
Schwarze Löcher in Zentren von Galaxien Zentrales Schwarzes Loch der Milchstrasse Zusammenhang SMBH-Bulge Einführung in die extragalaktische Astronomie Prof. Peter Schneider & Dr. Patrick Simon Zentrales
Mehrv = z c (1) m M = 5 log
Hubble-Gesetz Das Hubble-Gesetz ist eines der wichtigsten Gesetze der Kosmologie. Gefunden wurde es 1929 von dem amerikanischen Astronom Edwin Hubble. Hubble maß zunächst die Rotverschiebung z naher Galaxien
MehrUte Kraus, Spiel mit dem Schwarzen Loch 1
Ute Kraus, Spiel mit dem Schwarzen Loch 1 Spiel mit dem Schwarzen Loch Ute Kraus Beim Spiel mit einem virtuellen Schwarzen Loch kann man in der Computersimulation mit den Auswirkungen der gravitativen
MehrThe Milky Way a Lightweight After All
Die The Milky Way a Lightweight After All Xue, Xiang-Xiang; Rix, Hans-Walter; van den Bosch, Frank; Bell, Eric; Kang, Xi Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg Korrespondierender Autor E-Mail:
MehrRaum, Zeit, Universum Die Rätsel des Beginns. Bild : pmmagazin
Raum, Zeit, Universum Die Rätsel des Beginns Bild : pmmagazin Der Urknall Wie unser Universum aus fast Nichts entstand Inflationäres Universum Überall fast Nichts nur Fluktuationen Explosionsartige Expansion
MehrKosmologische Entfernungen Samstag, 07. März Das heißt, dass sich
Reiner Guse Astro-Stammtisch Peine Kosmologische Entfernungen Samstag, 07. März 2015 Amateurastronomie in 360 Planetarium Wolfsburg 1. Die Expansion des Universums und ihre Folgen Hubble stellte 1929 fest,
MehrDie allgemeine Relativitätstheorie
Die allgemeine Relativitätstheorie Manuel Hohmann Universität Hamburg 20. Juni 2006 Inhaltsverzeichnis 1 Was ist die ART? 3 2 Wie löst die ART alte Probleme? 9 3 Welche neuen Vorhersagen macht die ART?
MehrCepheiden und die Vermessung des Universums. Dr. Farid Gamgami Olbers-Planetarium Bremen
Cepheiden und die Vermessung des Universums Dr. Farid Gamgami 16.12.2015 Olbers-Planetarium Bremen Überblick Entfernungsbestimmung mittels der Parallaxe Periodisch veränderliche Sterne Die Entdeckung von
MehrLicht aus dem Universum
Licht aus dem Universum Licht und Astronomie Sichtbares Licht: Geschichte/Methoden/... Neue Ergebnisse Radiowellen, Mikrowellen... (Andere) Teilchenstrahlung Thomas Hebbeker RWTH Aachen 28. Januar 2008
MehrModerne Kosmologie. Michael H Soffel. Lohrmann Observatorium TU Dresden
Moderne Kosmologie Michael H Soffel Lohrmann Observatorium TU Dresden Die Expansion des Weltalls NGC 1300 1 Nanometer = 1 Millionstel mm ; 10 Å = 1 nm Fraunhofer Spektrum Klar erkennbare Absorptionslinien
MehrKai Zuber Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden
Kai Zuber Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden Historische Einführung Das Alter des Universums Warum eine dunkle Seite? Was ist die dunkle Seite? Wie kann man sie nachweisen? Inka-Kultur Navajo-Indianer
MehrQuellen von Gamma- und Röntgenstrahlung
Quellen von Gamma- und Röntgenstrahlung Übersicht Ein paar Fakten Kontinuierliche Gamma-Strahlungsquellen (GRS) Gamma-Strahlen-Blitze (Gamma-Ray-Bursts (GRB)) Röntgen-Quellen 2 Ein paar Fakten 3 Ein paar
MehrGamma-Ray Bursts. Einführung in die extragalaktische Astronomie. Prof. Peter Schneider & Dr. Patrick Simon. Phänomenologie. BATSE-Beobachtungen
Phänomenologie BATSE-Beobachtungen Interpretation z-verteilung Feuerball-Modell Einführung in die extragalaktische Astronomie Prof. Peter Schneider & Dr. Patrick Simon Phänomenologie Entdeckt Simulation
MehrÜber die Vergangenheit und Zukunft des Universums
Über die Vergangenheit und Zukunft des Universums Jutta Kunz CvO Universität Oldenburg CvO Universität Oldenburg Physics in the City, 10. Dezember 2009 Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Vergangenheit
MehrSupernova Kosmologie Projekt
1 [1] Heutiges Thema Supernova Kosmologie Projekt Neuere Entwicklungen der Kosmologie Supernova Kosmologie Projekt Achter Vortrag zum Thema Neuere Entwicklungen der Kosmologie im Rahmen des Astronomie
MehrDunkle Materie, dunkle Energie
Dunkle Materie, dunkle Energie von Mario Lang 28. Juni 2011 Handout, im Rahmen des Hauptseminars Der Urknall und seine Teilchen, SS 2011 Zusammensetzung des Universums Unser Universum besteht aus mehr
MehrDas neue kosmologische Weltbild zum Angreifen!
Das neue kosmologische Weltbild zum Angreifen! Franz Embacher http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/ franz.embacher@univie.ac.at Fakultät für Physik Universität Wien Vortrag im Rahmen von physics:science@school
MehrCover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.
Cover Page The handle http://hdl.handle.net/1887/43359 holds various files of this Leiden University dissertation. Author: Köhlinger, F. Title: Weighing the dark : cosmological applications of gravitational
MehrUnderstanding X-ray emission from galaxies and galaxy clusters
Was die Röntgenemission von Galaxien und Galaxienhaufen verrät Understanding X-ray emission from galaxies and galaxy clusters Anderson, Michael E.; Gaspari, Massimo; White, Simon D. M.; Wang, Wenting;
MehrAlles aus Nichts: der Ursprung des Universums. Simon White Max Planck Institute for Astrophysics
Alles aus Nichts: der Ursprung des Universums Simon White Max Planck Institute for Astrophysics Sternkarte des ganzen Himmels Der Andromeda Nebel: unser nächster Nachbar Spiralgalaxien M101 NGC 5907
MehrDer Urknall und die Kosmische Hintergrundstrahlung
und die Kosmische Hintergrundstrahlung Seminar Astroteilchenphysik in der Theorie und Praxis Physik Department Technische Universität München 12.02.08 und die Kosmische Hintergrundstrahlung 1 Das Standardmodell
MehrKosmische Evolution: der Ursprung unseres Universums
Marsilius Vorlesung Heidelberg 2012 Kosmische Evolution: der Ursprung unseres Universums Simon White Max Planck Institute for Astrophysics Sternkarte des ganzen Himmels bis 10,000 Lichtjahre IR-karte
MehrDie Urknalltheorie. KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft.
Die Urknalltheorie KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu Überblick 2 Allgemeine Relativitätstheorie Die Väter der Urknalltheorie
MehrDie Expansion des Kosmos
Die Expansion des Kosmos Mythos und Wirklichkeit Dr. Wolfgang Steinicke MNU-Tagung Freiburg 2012 Eine Auswahl populärer Mythen und Probleme der Kosmologie Der Urknall vor 13,7 Mrd. Jahren war eine Explosion
MehrKai Zuber Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden
Kai Zuber Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden Historische Einführung Das Alter des Universums Warum eine dunkle Seite? Was ist die dunkle Seite? Wie kann man sie nachweisen? Inka-Kultur Navajo-Indianer
MehrInhaltsverzeichnis Vorwort Einleitung Kapitel 1: Sonnensystem Kapitel 2: Sterne, Galaxien und Strukturen aus Galaxien
Inhaltsverzeichnis Vorwort Einleitung Kapitel 1: Sonnensystem Objekte des Sonnensystems Sonne Innere Gesteinsplaneten und deren Monde Asteroidengürtel Äußere Gas- und Eisplaneten und deren Monde Zentauren
MehrSterne, Galaxien und das Universum
Sterne, Galaxien und das Universum Teil 9: Kosmologie Peter Hauschildt yeti@hs.uni-hamburg.de Hamburger Sternwarte Gojenbergsweg 112 21029 Hamburg 18. April 2017 1 / 38 Entfernte Galaxien 2 / 38 Übersicht
MehrQuasare. Leon Deninger
Quasare Leon Deninger Inhaltsverzeichnis 1. Definition 2. Energie der Quasare 3. Die Quasare im frühen Universum 4. Radioteleskope 5. Bibliografie Definition Ein Quasar ist ein akkreditierendes Schwarzes
MehrAstronomische Einheit
Einführung in die Astronomie ii Sommersemester 2016 Musterlösung Nützliche Konstanten Astronomische Einheit Parsec Gravitationskonstante Sonnenmasse Sonnenleuchtkraft Lichtgeschwindigkeit Hubble Konstante
MehrBeschleunigte Expansion des Universums
2. Juli 2013 Schicksal des Universums Some say the word will end in fire; Some say in ice... Inhaltsverzeichnis 1 Motivation 2 3 4 5 Verständnis des Universums zu Beginn des 20.Jh. Das Universum ist......nicht
MehrGravitationslinsen Sonja Boyer
Gravitationslinsen 08.01.08 Sonja Boyer Inhalt 1. Geschichte 2. Was sind Gravitationslinsen? 3. Starker Linseneffekt 4. Schwacher Linseneffekt 5. Mikro-Linsen 6. Ausblick Gravitationslinsen 2 Geschichte
MehrKosmologie. Eine kurze Einführung. Sarah Aretz CERN
Kosmologie Eine kurze Einführung Sarah Aretz CERN Worum geht es in der Kosmologie? Κοσμολογία = Lehre von der Welt Physikalische Kosmologie Beschreibung des Universums durch physikalische Gesetze Kosmologische
MehrDas neue Bild vom Universum
13. Mai 2006 Motto Mache die Dinge so einfach wie möglich, aber nicht einfacher! Normale Normale Sterne Entfernungen Spektren besteht aus Protonen, Neutronen und Elektronen. Normale Normale Sterne Entfernungen
MehrDie Entwicklung der Urknalltheorie. Manuel Erdin Gymnasium Liestal, 2012
Die Entwicklung der Urknalltheorie Manuel Erdin Gymnasium Liestal, 2012 William Herschel (1738 1822) Das statische Universum mit einer Galaxie Das Weltbild Herschels Die Position unseres Sonnensystems
MehrAstronomie für Nicht Physiker SS 2013
Astronomie für Nicht Physiker SS 2013 18.4. Astronomie heute (Just, Fendt) 25.4. Sonne, Erde, Mond (Fohlmeister) 2.5. Das Planetensystem (Fohlmeister) 16.5. Teleskope, Instrumente, Daten (Fendt) 23.5.
MehrGliederung. Massenbestimmung von Galaxien/Galaxienhaufen Entstehung großräumiger Strukturen Kandidaten für dunkle Materie Alternative Vorstellungen
Gliederung Dunkle Materie Massenbestimmung von Galaxien/Galaxienhaufen Entstehung großräumiger Strukturen Kandidaten für dunkle Materie Alternative Vorstellungen Dunkle Energie Die Urknall-Hypothese, die
MehrSchwache Gravitationslinsen. Seminar beobachtende Kosmologie André Lampe, Fakultät für Physik
Seminar beobachtende Kosmologie André Lampe, Fakultät für Physik Inhalt 1. Starke und schwache Gravitationslinsen 2. Warum Gravitationslinsen? 3. Geometrischer Zugang 4. Die Messung 5. Die Herausforderung
MehrModul Extragalaktik Repräsentativer Fragenkatalog
Modul Extragalaktik Repräsentativer Fragenkatalog Eigenschaften normaler Galaxien: Milchstraßensystem Das Phänomen der Milchstraße ordnet sich entlang eines Großkreises an. Was kann man daraus hinsichtlich
MehrDie Masse der Milchstraße [28. März] Die Milchstraße [1] besteht ganz grob aus drei Bereichen (Abb. 1):
Die Masse der Milchstraße [28. März] Die Milchstraße [1] besteht ganz grob aus drei Bereichen (Abb. 1): (a) dem Halo [1], der die Galaxis [1] wie eine Hülle umgibt; er besteht vorwiegend aus alten Sternen,
MehrKosmogonie. Entstehung der Strukturen im Universum. Seminar des Physikalischen Vereins Frankfurt am Main Rainer Göhring
Kosmogonie Entstehung der Strukturen im Universum Seminar des Physikalischen Vereins Frankfurt am Main 2016 Rainer Göhring Ergebnisse astronomischer Beobachtungen Vom Sonnensystem zu den Superhaufen Expansion
MehrSupernovae. Peter H. Hauschildt. Hamburger Sternwarte Gojenbergsweg Hamburg
Supernovae Peter H. Hauschildt yeti@hs.uni-hamburg.de Hamburger Sternwarte Gojenbergsweg 112 21029 Hamburg sn.tex Supernovae Peter H. Hauschildt 16/2/2005 18:20 p.1 Übersicht Was ist eine Supernova? Was
MehrDas Standardmodell der Kosmologie
Stefan Fryska 10.06.2010 Gliederung Gliederung 1. Umbruch: erste Hinweise auf nicht statisches Universum 2. Theoretische Beschreibung eines dynamischen Universums 3. Experimentelle Bestimmung der kosmologischen
Mehr10. Kosmologie. Kosmologie = Lehre vom Bau des Weltalls kosmologische Weltmodelle = zeitliche & räumliche Entwicklung des Weltalls
10. Kosmologie Kosmologie = Lehre vom Bau des Weltalls kosmologische Weltmodelle = zeitliche & räumliche Entwicklung des Weltalls Lexikon: die Kosmologie stützt sich auf Beobachtungsbefunde der Astronomie
MehrMedienbegleitheft zur DVD KOSMOS BASICS
Medienbegleitheft zur DVD 14145 KOSMOS BASICS Medienbegleitheft zur DVD 14145 39 Minuten, Produktionsjahr 2014 Inhaltsverzeichnis Aufgaben zum Lehrfilm Wie misst man Entfernungen im All?... 7 Lösungen
Mehr4. Aktive Galaxien. Beispiele für Aktive Galaxien Aktive galaktische Kerne (AGN) Quasare. Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 1
4. Aktive Galaxien Beispiele für Aktive Galaxien Aktive galaktische Kerne (AGN) Quasare Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 1 Aktive Galaxien Lesen Sie im LB Klett Grundkurs Astronomie
Mehr= +1. Rotverschiebung. Unterschiedliche Arten der Rotverschiebung
Rotverschiebung In der Astronomie wird die Rotverschiebung mit dem Buchstaben z bezeichnet. Mit ihrer Hilfe lassen sich z.b. Fluchtgeschwindigkeiten, Entfernungen und Daten aus früheren Epochen des Universum
MehrModelle des Universums. Max Camenzind Akademie HD Januar 2015
Modelle des Universums Max Camenzind Akademie HD Januar 2015 Unsere Themen Weltmodelle: Einsteins statisches Universum von 1917. das desitter Modell die Friedmann Modelle 1922/1924. das Lemaître Universum
MehrIn dem unser Universum beschreibenden kosmologischen Modell erfüllt die sogenannte Friedmann-Lemaitre-Gleichung diese Bedingungen.
Entfernungen im Universum Die Bestimmung von Objektentfernungen gehört zu den wichtigsten Aufgaben der Kosmologie. Hierfür gibt es eine ganze Palette an Verfahren, z.b. die Parallaxen- und die Cepheiden-Methode
MehrTyp Ia Supernovae und Kosmologie
Regionale Uni Würzburg, 9. Oktober 2013 Typ Ia Supernovae und Kosmologie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Wie beschreibt man das Universum? Wie ist das Universum entstanden? Woraus besteht das Universum?
MehrDer Nobelpreis Physik 2011
Der Nobelpreis Physik 2011 Saul Perlmutter Brian Schmidt Adam Riess "for the discovery of the accelerating expansion of the Universe through observations of distant supernovae" Max Camenzind / Akademie
MehrQuasare Hendrik Gross
Quasare Hendrik Gross Gliederungspunkte 1. Entdeckung und Herkunft 2. Charakteristik eines Quasars 3. Spektroskopie und Rotverschiebung 4. Wie wird ein Quasar erfasst? 5. Funktionsweise eines Radioteleskopes
MehrMessung der kosmologischen Expansion mit Supernovae
Übersicht Messung der kosmologischen Expansion mit Supernovae Erste Beobachtungen Supernovae Kosmologische Modelle Aktuelle Messungen und ihre Ergebnisse Diskussion der Ergebnisse Adrian Vogel, 17.06.2002
MehrKosmologie. der Allgemeinen Relativitätstheorie. Das expandierende Universum
Kosmologie der Allgemeinen Relativitätstheorie Das expandierende Universum Historie der Theorie Albert Einstein 1916 Es gibt keinen absoluten Raum im Newtonschen Sinne. Massen bestimmen die Geometrie des
MehrKosmologie. Wintersemester 2015/16 Vorlesung # 14,
Kosmologie Wintersemester 215/16 Vorlesung # 14, 2.2.216 Guido Drexlin, Institut für Experimentelle Kernphysik, Fakultät für Physik Strukturentstehung im Universum - BAO Baryon Acoustic Oscillations Dunkles
MehrStringtheorie: Auf der Suche nach der Weltformel
Stringtheorie: Auf der Suche nach der Weltformel Jan Louis Universität Hamburg Sylt, Juli 2005 2 Physik des 20. Jahrhunderts Quantentheorie (QT) Planck, Bohr, Heisenberg,... Physik von kleinen Skalen (Mikrokosmos)
MehrPeter Ulmschneider. Vom Urknall zum modernen Menschen Die Entwicklung der Welt in Zehn Schritten
Peter Ulmschneider Vom Urknall zum modernen Menschen Die Entwicklung der Welt in Zehn Schritten 1.3 Entfernungen 7 1. Abb. 1.6 Die Anker -Galaxie NGC4258. a Akkretionsscheibe aus Messungen im Radiogebiet.
MehrMedienbegleitheft zur DVD 14054 DUNKLE MATERIE UND DUNKLE ENERGIE
Medienbegleitheft zur DVD 14054 DUNKLE MATERIE UND DUNKLE ENERGIE Medienbegleitheft zur DVD 35 Minuten, Produktionsjahr 2012 Unterrichtsvorschlag Einleitung Den SchülerInnen wird eröffnet, dass der kommende
MehrSeminar Dunkle Materie - Neue Experimente zur Teilchen- und Astroteilchenphysik
Seminar Dunkle Materie - Neue Experimente zur Teilchen- und Astroteilchenphysik im SS 2007 RWTH Aachen Betreuer: Prof. Dr. Stefan Schael Vortrag: Ruth Paas 1 Dunkle Materie Gravitationslinsen und andere
MehrHands on Particle Physics International Masterclasses. WIMP's & Co
Hands on Particle Physics International Masterclasses WIMP's & Co Der Dunklen Materie auf der Spur Wiebke Thurow Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden Übersicht Was ist Materie? Warum muss es
MehrKosmologie. der Allgemeinen Relativitätstheorie. Das Standard-Modell der. Kosmologie
Kosmologie der Allgemeinen Relativitätstheorie Das Standard-Modell der Kosmologie Unbeantwortete Fragen der Kosmologie (Stand 1980) Warum beobachtet man keine magnetischen Monopole? Flachheitsproblem:
Mehr80 Jahre expandierendes Weltall
80 Jahre expandierendes Weltall 2. Teil von David Walker Veröffentlicht in Polaris Nr. 80 (3/2010) 7 Das expandierende Weltall aus der Sicht des Beobachters Nachdem ich in dem ersten Teil beschrieben habe,
MehrModerne Physik: Elementarteilchenphysik, Astroteilchenphysik, Kosmologie
Moderne Physik: Elementarteilchenphysik, Astroteilchenphysik, Kosmologie Ulrich Husemann Humboldt-Universität zu Berlin Sommersemester 2008 Klausur Termine Prüfungsordnung sieht zweistündige Klausur vor
MehrGalaxien, Quasare, Schwarze Löcher
Galaxien, Quasare, Schwarze Löcher Dr. Knud Jahnke Max-Planck-Institut für f Astronomie Quasare in der Weltpresse: 1966 Die Augen der Astronomen Das Licht muss uns reichen: Very Large Telescope (Chile)
MehrDas Konzept der Raumzeit-Krümmung
Das Konzept der Raumzeit-Krümmung Franz Embacher Fakultät für Physik der Universität Wien Vortrag auf der Jahrestagung der Wiener Arbeitsgemeinschaft für Astronomie Wien, 14. November 2015 Das Konzept
MehrGeheimnisse des Universums: Das Rätsel der Dunklen Materie und Energie
Geheimnisse des Universums: Das Rätsel der Dunklen Materie und Energie Das Universum im Sichtbaren, gesehen vom Hubble-Weltraumteleskop Das Universum im Mikrowellenbereich, gemessen vom WMAP-Satelliten
MehrSemestereinführung WS 2016/2017
Semestereinführung WS 2016/2017 Grundlagen der Astronomie und Astrophysik Dieter Breitschwerdt http://www-astro.physik.tu-berlin.de/~breitschwerdt Astrophysik: Physik der Extreme! höchste Dichten, Temperaturen,
MehrIndirekte Suche nach Dunkler Materie mit VHE Gamma Strahlung
Indirekte Suche nach Dunkler Materie mit VHE Gamma Strahlung 6. Oktober 2012 Indirekte Suche nach Dunkler Materie mit VHE Gamma Strahlung 1 / 17 Introduktion Eine der wichtigsten offenen Fragen in der
MehrDie Expansion des Universums. Und sein Schicksaal
Die Expansion des Universums Und sein Schicksaal Was ist das Universum eigentlich? Statisches, unveränderliches, räumlich gekrümmtes Universum von ewiger Dauer mit endlicher Größe? Die größte Eselei Einsteins
MehrWir sollen erarbeiten, wie man die Entfernung zu einer Galaxie bestimmen kann.
Expertengruppenarbeit Helligkeit Das ist unsere Aufgabe: Wir sollen erarbeiten, wie man die Entfernung zu einer Galaxie bestimmen kann. Konkret ist Folgendes zu tun: Lesen Sie die Informationstexte und
MehrEntdeckungsmethoden für Exoplaneten Sternbedeckungen und Gravitational Microlensing
Entdeckungsmethoden für Exoplaneten Sternbedeckungen und Gravitational Microlensing Wiederholung: Eine in der Zukunft erfolgversprechende Methode zur Beobachtung von Exoplaneten stellt die optische Interferometrie
MehrDoppler-Effekt und Bahngeschwindigkeit der Erde
Astronomisches Praktikum Aufgaben für eine Schlechtwetter-Astronomie U. Backhaus, Universität Duisburg-Essen Doppler-Effekt und Bahngeschwindigkeit der Erde 1 Einleitung Nimmt man im Laufe eines Jahres
MehrGigantische Magnetfelder im Universum
Thüringer Landessternwarte Tautenburg TLS 03/2017 Presseinformation 22. März 2017 Gigantische Magnetfelder im Universum Radioteleskop Effelsberg beobachtet magnetische Strukturen mit Millionen von Lichtjahren
MehrDunkle Energie, Dunkle Materie und Urknall wie unser Universum zusammenpasst
Dunkle Energie, Dunkle Materie und Urknall wie unser Universum zusammenpasst Galaxien Hubble deep field Was ist da, wo man nichts sieht? Mehr oder weniger Bekanntes im extragalaktischen Raum
MehrKosmologische Rotverschiebung
Kosmologische Rotverschiebung Hauptseminar Kosmologie 2004 Georg Reuther 25.05.2004 Universität Stuttgart Kosmologische Rotverschiebung p. 1/3 Übersicht Einführung und Vorbetrachtungen Kosmologische Rotverschiebung
MehrPhysik-Skript. Teil IV Astrophysik. Melanchthon-Gymnasium Nürnberg
Physik-Skript Teil IV Astrophysik Melanchthon-Gymnasium Nürnberg Volker Dickel 3. überarbeitete Auflage, 2014 2. überarbeitete Auflage, 2012 1. Auflage 2011 Inhaltsverzeichnis 1. ASTRONOMISCHE BEOBACHTUNGSOBJEKTE...
MehrBildungsplan Gymnasium Physik Kompetenzen und (verbindliche) Inhalte Klasse 8
Bildungsplan Gymnasium Physik Kompetenzen und (verbindliche) Inhalte Klasse 8 1. Physik als Naturbeobachtung unter bestimmten Aspekten a) zwischen Beobachtung und physikalischer Erklärung unterscheiden
MehrMessung der Astronomischen Einheit nach Ole Römer
Astronomisches Praktikum Aufgaben für eine Schlechtwetter-Astronomie U. Backhaus, Universität Duisburg-Essen Messung der Astronomischen Einheit nach Ole Römer Einleitung Misst man um die Zeit der Jupiteropposition
MehrVersuch P1-31,40,41 Geometrische Optik. Auswertung. Von Ingo Medebach und Jan Oertlin. 9. Dezember 2009
Versuch P1-31,40,41 Geometrische Optik Auswertung Von Ingo Medebach und Jan Oertlin 9. Dezember 2009 Inhaltsverzeichnis 1. Brennweitenbestimmung...2 1.1. Kontrolle der Brennweite...2 1.2. Genaue Bestimmung
MehrWas ist Trägheit und Gravitation wirklich! Thermal-Time-Theorie
Was ist Trägheit und Gravitation wirklich! Thermal-Time-Theorie Hypothese Nach der Thermal-Time-Theorie (ttt) ist die Gravitation keine Kraft zwischen zwei Massen, sondern eine Beschleunigung bzw. Kraft,
MehrDunkle Materie. Beobachtungsbefunde
Dunkle Materie. Beobachtungsbefunde Viele beobachtete Phänomene weisen auf eine inhomogen verteilte Komponente im Universum hin, welche nur aufgrund ihrer Gravitations-Wechselwirkung mit normaler Materie
MehrDie kosmologische Rotverschiebung als Folge der Allgemeinen Relativitätstheorie
JÜRGEN ALTENBRUNN Die kosmologische Rotverschiebung als Folge der Allgemeinen Relativitätstheorie Inhalt 1. Einleitung.................. Woher kommt die kosmologische Rotverschiebung.. 3 3. Das mathematische
Mehr1 Messfehler. 1.1 Systematischer Fehler. 1.2 Statistische Fehler
1 Messfehler Jede Messung ist ungenau, hat einen Fehler. Wenn Sie zum Beispiel die Schwingungsdauer eines Pendels messen, werden Sie - trotz gleicher experimenteller Anordnungen - unterschiedliche Messwerte
MehrKugelsternhaufen Teil III. Relaxation von Sternhaufen
Kugelsternhaufen Teil III Relaxation von Sternhaufen Max Camenzind Akademie Heidelberg Sept. 2015 Sternhaufen ~ Bienenschwarm Was versteht man unter Relaxationszeit eines Sternsystems? Wie groß ist der
MehrPraktikum II PO: Doppelbrechung und eliptisch polatisiertes Licht
Praktikum II PO: Doppelbrechung und eliptisch polatisiertes Licht Betreuer: Norbert Lages Hanno Rein praktikum2@hanno-rein.de Florian Jessen florian.jessen@student.uni-tuebingen.de 26. April 2004 Made
Mehr