Wir messen die Relativgeschwindigkeit eines Sterns auf uns zu oder von uns weg über sein dopplerverschobenes Spektrum. Auf diese Weise messen wir auch die Entfernung von sehr weit entfernten Sternen: Die Messung der Verschiebungen im Spektrum sagt uns ihre Relativgeschwindigkeit, die wir über das Hubble-Gesetz als Entfernung interpretieren.
Angenommen, wir kennen die relative Geschwindigkeit und Entfernung des Sterns genau. Es scheint mir, dass, wenn sich der Stern etwas weniger von uns weg bewegen würde, als es allein durch die Expansion zu erwarten wäre, dies daran liegt, dass er sich mehr auf uns zubewegt als die Materie, die ihn umgibt: Er hätte eine zusätzliche Geschwindigkeitskomponente in Richtung zu uns. Wenn wir versuchen würden, die Entfernung dieses Sterns allein aus der Expansion abzuleiten, würden wir seine Relativgeschwindigkeit über die Doppler-Verschiebung messen und daraus schließen, dass er näher war, als er tatsächlich ist. Umgekehrt, wenn es sich schneller von uns entfernen würde, als es allein aufgrund der Expansion sollte, würden wir seine Entfernung weiter schätzen, als es tatsächlich ist.
Gibt es eine Möglichkeit, diese Entartung zu entwirren?
Konrad hat fast recht. Es gilt allgemein, dass wenn eine Galaxie nah genug ist, um Spektren einzelner Sterne aufzunehmen (z. B. leuchtende Überriesen), dann ist sie nicht weit genug entfernt, um als Teil des "Hubble-Flusses" betrachtet zu werden und somit das Hubble-Gesetz auf diesen Stern anzuwenden, oder seiner Wirtsgalaxie, würde in keinem Fall eine zuverlässige Entfernung liefern, sondern die "eigenartige Bewegung" dieser Galaxie widerspiegeln.
Um einige Zahlen dazu zu nennen. Eigentümliche Bewegungen von Galaxien neigen dazu, einige 100 km/s zu betragen, ebenso wie die individuellen Geschwindigkeiten von Sternen in Bezug auf ihre Galaxien. Wenn wir eine Hubble-Konstante von 70 km/s pro Mpc nehmen, sehen wir, dass wir in Entfernungen von 15 Mpc sein müssen, bevor Hubble-Rezessionsgeschwindigkeiten ( ) werden groß im Vergleich zu eigenartigen Bewegungen. In diesen Entfernungen können wir einzelne Sterne nicht beobachten – sie sind zu schwach und unaufgelöst von der Masse des galaktischen Lichts.
Ausnahmen sind Supernovae. Die Rotverschiebungen einzelner Supernovae, die kurzzeitig ihre Galaxien überstrahlen, lassen sich quer durch das Universum messen. Hier haben Sie Recht, dass die gemessene Rotverschiebung eine Kombination aus kosmologischer Rotverschiebung aufgrund der Expansion des Universums und einer Geschwindigkeit des Sterns relativ zum Hubble-Fluss in dieser Entfernung ist. Es gibt keine Möglichkeit, zwischen diesen beiden zu unterscheiden, es sei denn, Geschwindigkeitsmessungen könnten für andere Objekte in derselben Galaxie erhalten werden. Angesichts der Seltenheit von Supernovae könnten wir lange darauf warten.
Aber spielt es eine Rolle? Auch wenn wir uns eine Supernova mit "niedriger Rotverschiebung" ansehen , seine Hubble-Rezessionsgeschwindigkeit beträgt 30.000 km / s und übersteigt bei weitem jeden besonderen Geschwindigkeitsbeitrag auf der Ebene von %.
Wir messen die aggregierte Rotverschiebung von Galaxien, nicht von einzelnen Sternen, die die Bewegung der Sterne innerhalb der Galaxie mittelt. Damit müssen wir uns mit der Eigenbewegung der Galaxie befassen, die aus den Rotverschiebungen anderer Galaxien in derselben Gruppe/Haufen/Superhaufen und ihrer Verteilung geschätzt werden kann. Aber das ist alles strittig bei hoher Rotverschiebung, da Eigenbewegungen im Vergleich zum Hubble-Fluss klein werden.
Jakob K