Rotverschiebung
Die Rotverschiebung ist eine Methode, die Astronomen verwenden, um die Entfernung eines beliebigen, sehr weit entfernten Objekts im Universum zu bestimmen. Die Rotverschiebung ist ein Beispiel für den Dopplereffekt.
Am einfachsten lässt sich der Dopplereffekt erleben, wenn man einem fahrenden Zug zuhört. Wenn sich der Zug auf eine Person zubewegt, klingt das Geräusch, das er auf sie zukommt, wie ein höherer Ton, da die Frequenz des Tons etwas zusammengedrückt wird. Wenn der Zug wegfährt, wird der Ton gestreckt und klingt tiefer. Dasselbe passiert mit Licht, wenn sich ein Gegenstand, der Licht ausstrahlt, sehr schnell bewegt. Ein Objekt, wie z. B. ein Stern oder eine Galaxie, das weit entfernt ist und sich auf uns zubewegt, wird blauer aussehen, als es normalerweise aussieht. Dies wird als Blauverschiebung bezeichnet. Ein Stern oder eine Galaxie, der bzw. die sich von uns weg bewegt, wird roter aussehen, als wenn sich die Quelle nicht in unserem Bezugssystem bewegt. Hier erhielt die Rotverschiebung ihren Namen, da die Farben zum roten Ende des Spektrums hin verschoben sind.
Der Grund, warum Astronomen sagen können, wie weit das Licht verschoben wird, liegt darin, dass chemische Elemente, wie Wasserstoff und Sauerstoff, einzigartige Fingerabdrücke des Lichts haben, die kein anderes Element hat. Astronomen verwenden die Spektroskopie, um das Licht von einem Objekt (Galaxie oder Stern) zu analysieren. Sobald sie das wissen, prüfen sie den Unterschied zwischen dem Ort, an dem die Spektrallinien verglichen werden, und dem Ort, an dem sie sich normalerweise befinden. Daraus können sie erkennen, ob es sich auf uns zu oder von uns weg bewegt, und auch, wie schnell es sich bewegt. Je schneller er sich bewegt, desto weiter sind die Spektrallinien von ihrer normalen Position im Spektrum entfernt.
Dies ist ein Beispiel für eine Rotverschiebung. Links ist ein Lichtstrahl von der Sonne und rechts ein Lichtstrahl aus einer weit entfernten Galaxie zu sehen. Wie Sie sehen können, verschieben sich alle Linien aufgrund der Rotverschiebung in Richtung des roten Endes des Spektrums.
Fragen und Antworten
F: Was ist Rotverschiebung?
A: Die Rotverschiebung ist eine Methode, mit der Astronomen die Geschwindigkeit eines sehr weit entfernten Objekts im Universum bestimmen können. Sie ist ein Beispiel für den Dopplereffekt, bei dem das Licht eines Objekts, das sich auf uns zubewegt, blauer erscheint (Blauverschiebung) und das Licht eines Objekts, das sich von uns wegbewegt, roter erscheint (Rotverschiebung).
F: Wie können wir den Dopplereffekt erleben?
A: Der einfachste Weg, den Dopplereffekt zu erleben, ist, einem fahrenden Zug zuzuhören. Wenn er sich auf eine Person zubewegt, klingt das Geräusch, das er macht, wenn er auf sie zukommt, als hätte er einen höheren Ton, da die Frequenz des Geräuschs ein wenig zusammengedrückt wird. Wenn sich der Zug entfernt, wird der Ton gedehnt und klingt tiefer.
F: Wie messen Astronomen die Rotverschiebung?
A: Astronomen verwenden Spektroskopie, um das Licht eines Objekts (Galaxie oder Stern) zu analysieren. Sobald sie das wissen, prüfen sie, wie groß der Unterschied zwischen den Spektrallinien im Vergleich zu ihren normalen Positionen ist. Anhand dieser Informationen können sie feststellen, ob sich das Objekt auf uns zu oder von uns weg bewegt und auch wie schnell es sich bewegt. Je schneller er sich bewegt, desto weiter sind seine Spektrallinien von ihrer normalen Position im Spektrum verschoben.
F: Was verursacht die Blauverschiebung?
A: Die Blauverschiebung tritt auf, wenn sich ein Objekt, das Licht aussendet, sehr schnell auf uns zu bewegt. Dies führt dazu, dass sein Licht aufgrund der Kompression seiner Frequenzwellen bei der Annäherung an unser Bezugssystem blauer als gewöhnlich erscheint.
F: Welche Elemente verwenden die Astronomen für die Spektroskopie?
A: Astronomen verwenden chemische Elemente wie Wasserstoff und Sauerstoff für die Spektroskopie, weil diese Elemente einzigartige Fingerabdrücke des Lichts haben, die kein anderes Element hat.
Q: Woher hat die Rotverschiebung ihren Namen? A: Die Rotverschiebung hat ihren Namen daher, dass das Licht eines Objekts, das sich in unserem Bezugssystem von uns entfernt, aufgrund der Streckung seiner Frequenzwellen röter als gewöhnlich erscheint - und damit die Farben zum roten Ende des Spektrums hin verschiebt.
F: Was passiert, wenn sich ein Objekt schneller bewegt? A: Wenn sich ein Objekt schneller bewegt, können Astronomen dies daran erkennen, dass seine Spektrallinien im Vergleich zu ihren normalen Positionen im Spektrum weiter auseinander liegen - ein Hinweis auf eine größere Entfernung, die diese Wellen aufgrund der höheren Geschwindigkeit zurückgelegt haben
