Den Wendepunkt des Winkeldurchmesserabstands verstehen

Ich versuche, kosmologische Entfernungen besser zu verstehen, insbesondere die Winkeldurchmesserentfernung, die ich auch als Winkelgrößenentfernung bezeichnet habe.

Was ich suche, ist eine detailliertere Erklärung, warum sich der Winkeldurchmesserabstand in der folgenden Grafik "umdreht".Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wikipedia gibt in ihrem Artikel über die Entfernung des Winkeldurchmessers an, dass Objekte jenseits einer bestimmten Rotverschiebung einen kleineren Winkeldurchmesser haben und als solche am Himmel größer erscheinen.

Ich habe herumgesucht und konnte keine vollständige Erklärung für dieses Verhalten finden und habe nur kurze Antworten gefunden, die die Ausdehnung des Universums oder die Größe des Universums angeben.

Ich hätte gerne eine detailliertere Erklärung sowie die physikalische Bedeutung, wenn überhaupt, was es bedeutet, dass ein Objekt bei dieser Rotverschiebung ist, wenn es Licht emittiert, das wir jetzt beobachten.

Vielen Dank für Feedback oder Diskussionen oder Vorschläge, wo Sie suchen können. Ich möchte auch hinzufügen, da es hilfreich sein kann, dass ich mich derzeit in meinem letzten Jahr des Grundstudiums in Physik befinde, also halten Sie bitte keine Details oder technischen Details zurück!

Es stellt sich heraus, dass Peebles den Ausdruck „Angular Size Distance“ als Synonym für Transverse Co-moving Distance geprägt hat D M . "Winkeldurchmesserabstand", D EIN ist ein völlig anderes Konzept und hängt mit der Co-Moving-Distanz zusammen D EIN ( z ) = D M ( z ) 1 + z . Sie müssen diese Seite en.wikipedia.org/wiki/Distance_measures_(cosmology) sorgfältig lesen, einschließlich des Abschnitts „Alternative Terminologie“.

Antworten (1)

Zum einen überspannt ein Objekt erwartungsgemäß einen kleineren Winkel, je weiter es entfernt ist. Andererseits waren uns aufgrund der Ausdehnung des Universums und der endlichen Lichtgeschwindigkeit sehr weit entfernte Objekte näher, als sie das Licht ausstrahlten, das wir heute sehen. Damals überspannten sie einen größeren Winkel.

Der folgende Absatz ist ohne eine Zeichnung schwer zu verstehen. Schauen Sie sich also die Zeichnung in dieser Antwort an, die hilfreich sein kann. Das Licht von den Rändern einer Galaxie, das zufällig dorthin wanderte, wo wir uns befanden, als es emittiert wurde , erreichte uns nicht , weil wir zu dem Zeitpunkt, als es an diesem Ort ankam, nicht mehr dort waren. Aber das Licht, das zufällig zu einem Punkt hinter uns emittiert wurde, erreichte diesen Punkt zur gleichen Zeit wie wir, also sehen wir das.

Der genaue Umsatz, die Schwelle zwischen „kleiner aussehen, weil weit weg“ und „größer aussehen, weil näher in der Vergangenheit“, hängt von der Expansionsgeschichte des Universums ab, sowie von der Art und Weise, wie sich Licht im Universum ausbreitet, was wiederum der Fall ist hängt von der Dichte der verschiedenen Bestandteile des Universums ab. Der Zusammenhang dieser Größen ist durch die Friedmann-Gleichung gegeben.

vielen Dank für die klare und sehr verständliche Antwort. Mir fehlte einfach das Verständnis dafür, wie sich der Winkelabstand des Durchmessers mit der Expansion des Universums veränderte. Danke :)
Sehr gerne, @Michael.
@pela Gebühr; frei ausarbeiten. Vielleicht gibt es etwas Besonderes an der Geschwindigkeit der Expansion des Universums relativ zur Erde zu der Zeit, als das Licht von a z ≈ 1.62 Galaxie wurde emittiert, die die Kurve umdreht und in einem Winkelabstand von etwa 5,80 Milliarden Lichtjahren ihren Höhepunkt erreicht. Ist es möglich, dass bei der Emission des Lichts die Relativgeschwindigkeit der Galaxie gleich der Lichtgeschwindigkeit war???
@Sheldon Nein, weil die Relativgeschwindigkeit von der Entfernung zu einer bestimmten Galaxie abhängt. Zu jedem Zeitpunkt entfernen sich ausreichend nahe Galaxien langsamer und ausreichend weit entfernte Galaxien schneller als die Lichtgeschwindigkeit. Der Umsatz hängt von der Kosmologie ab, dh von den genauen Werten der Hubble-Konstante, der Krümmung und der Dichteparameter, aber für alle brauchbaren Kosmologien werden Sie feststellen, dass er bei etwa z ~ 1,5 liegt. Dies ist in der materiedominierten Epoche, viel später als die strahlungsdominierte und viel bevor dunkle Materie einsetzt, also gibt es nicht wirklich etwas Besonderes über den genauen Wert.
Den Wendepunkt des Winkeldurchmesserabstands verstehen
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