Wie wird die Entfernung zu weit entfernten Sternen und Galaxien gemessen?

Es scheint keine vollständige Antwort zu geben, die die Rotverschiebung erklärt, ich werde es versuchen -

Rotverschiebung ist das Phänomen, bei dem (in diesem Zusammenhang) Licht röter erscheint, was bedeutet, dass es eine längere Wellenlänge hat. Dies hängt mit der Dopplerverschiebung zusammen , aber es gibt andere Möglichkeiten, wie Licht rotverschoben werden kann.

Diese Rotverschiebung des Lichts geschieht aus zwei Gründen -

• Das Beobachtungsobjekt entfernt sich von uns: Das liegt am Dopplereffekt. Da sich das Objekt mit einer endlichen Geschwindigkeit entfernt , wird die scheinbare Wellenlänge des Lichts um verschoben $$\frac{\Delta \nu}{\nu_{0}} = \frac{v_{obj}}{c}$$

Wo$\Delta \nu$ist die Änderung der beobachteten Lichtfrequenz,$c$ist die Lichtgeschwindigkeit,$\nu_{0}$ist die ursprüngliche Frequenz des Lichts, und$v_{obj}$ist die Geschwindigkeit des Objekts (relativ zu uns).

• Das Universum dehnt sich aus : Es ist wichtig zu erkennen, dass dieser Effekt nicht auf den Doppler-Effekt zurückzuführen ist. Das Ergebnis ist genau dasselbe, nämlich die Wellenlänge des Lichts ist rotverschoben, aber das liegt daran, dass sich die Raumzeit selbst ausdehnt. Selbst wenn das Objekt relativ zu uns ruht (dh zu jedem Zeitpunkt, an dem die Expansionsrate des Universums vernachlässigbar ist), wird das Licht von ihm aufgrund der Expansion des Universums immer noch rotverschoben sein . Sorgfältige Messungen dieses Effekts ergeben Zahlen für die Hubble-Konstante .

Um nun zu beantworten, wie man eine Rotverschiebung bestimmt: Normalerweise sucht man nach einer Spektrallinie oder einem Satz von Spektrallinien, die man beobachten kann. Jetzt kann man unter kontrollierten Umständen berechnen und beobachten, welche Wellenlängen diese Spektrallinien haben werden, wenn sie in Bezug auf uns ruhen, sodass wir wissen, nach welchen Wellenlängen wir suchen müssen.

Eine Art Gegenteil von Spektrallinien sind Absorptionslinien (im Bild). Absorptionslinien werden (meines Wissens nach) in der Astronomie verwendet. Nun, eine Sache, die Sie auf dem Bild bemerken werden, ist, dass, wenn eine Zeile rotverschoben wird, alle Zeilen um den gleichen Betrag rotverschoben werden. Daher können wir durch Messen des relativen Abstands zwischen den Linien anhand unseres Vorwissens feststellen, um welche Art es sich handelt. Und indem wir dann messen, um wie viel die beobachteten Spektrallinien von den erwarteten Werten abweichen, können wir die Rotverschiebung des Objekts berechnen. Herauszufinden, ob die beobachtete Rotverschiebung auf die Expansion des Universums oder auf eine Dopplerverschiebung zurückzuführen ist, ist ein subtileres Problem. Aber Ihre Frage kümmert sich nicht darum, also überlasse ich es neugierigen Leuten und Googleherausfinden.

Die Parallaxenmethode ist kürzer als für Andromeda erforderlich und die Rotverschiebungsmethode ist länger als für sie erforderlich.

Die Entfernung zur Andromeda-Galaxie wird nach der Methode der Standardkerzen gemessen: http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_candle#Standard_candles

Ich denke, dass die variablen Starts der Cepheiden für die Andromeda-Galaxie geeignet sind. Die Pulsdauer dieser Sterne hängt mit ihrer maximalen Helligkeit zusammen, die es ermöglicht, die Entfernung zu berechnen.

http://www.physlink.com/education/askexperts/ae589.cfm

Es gibt mehrere Methoden:

Für nähere Galaxien können Sie die Cepheid-Variablen als Standardkerzen verwenden. Es besteht eine Beziehung zwischen der Periodizität und der absoluten Helligkeit, und daraus können Sie die Entfernung ermitteln.

Verwenden Sie für entfernte Galaxien die Rotverschiebung - Sie suchen nach einer bekannten spektroskopischen Emissionslinie, zB dem neutralen Wasserstoff-Hyperfein-Spin-Flip-Übergang bei den berühmten 1420 MHz. Messen Sie den Unterschied zwischen den erwarteten und den gemessenen Frequenzen delta f- setzen Sie das in das Hubble-Gesetz ein und es gibt Ihnen die Entfernung.

Sie sollten zunächst einen Blick auf die (kosmische) Entfernungsleiter von Standardkerzen werfen: en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_distance_ladder

Nun, um eine Antwort darauf zu erhalten, wie Sie die Entfernung zu Galaxien oder Sternen messen, gehen Sie zurück zum ersten Jahr der Astronomie. Verwenden Sie Paralax oder Rotverschiebung wie oben angegeben. Eines, das nicht erwähnt wird, ist das inverse quadratische Gesetz, das Paralaxe verwendet.