Explosionen helfen uns, Entfernungen im Universum zu messen

Hallo Caro ,

auch auf die Gefahr hin, dass meine Frage unbeantwortet bleibt, weil ich diesen interessanten Beitrag von dir erst jetzt gelesen habe, stelle ich sie einfach mal doch:

Ist die Benutzung von GRBs als Lichtlaufzeitdistanzmesser (ich rede jetzt mal von Lichtlaufzeitdistanzen, weil wir hier ja nicht von tatsächlichen, messbaren Entfernungen sprechen) deswegen von unschätzbarem Wert für die kosmologische Distanzmessung, weil es sehr schwer ist, mit den paar Photonen sehr früher Galaxien, die vom JWST gerade noch empfangen werden können, Spektroskopie zu betreiben und daraus dann z zu bestimmen? Die Lichtlaufzeitdistanzen von GRBs zu bestimmen, erfolgt ja nicht spektroskopisch, sondern durch Messungen der scheinbaren Magnitude und aus der Theorie berechneten absoluten Magnitude, wenn ich richtig informiert bin.

Viele Grüße

Micha

Micha,

sprektrografisch kannst du nur die Rotverschiebung messen. Das setzt natürlich voraus, dass das Licht aus nicht-thermischen Quellen stammt, (also entsprechende Linien aus Atomübergängen enthält.

Aber die Rotverschiebung z ist dann immer noch keine Entfernung. Man muss die mit anderen Messmethoden erst mal auf der Entfernungsskala bzw. Zeitskala (im Verhältnis zum Alter des Universums) eichen. Zwar gibt es Modelle wie die Rotverschiebung mit dem Alter bzw. der Entfernung zusammenhängen. Aber auch die will man ja per Experiment überprüfen/hinterfragen. Nur so kann man testen, ob und wie die Dunkle Energie Einfluss auf die kosmische Ausdehnung nimmt (sog. beschleunigte Expansion) oder

(anderes Thema) ob Gravitationswellen sich über kosmische Distanzen gem. Einsteins Theorie verhalten.

Hallo Caro, Kalle,

danke. Dass man mit der Angabe der Rotverschiebung z erst einmal zufrieden ist und man aus ihr nur mit den entsprechenden Weltmodellen, die mit Dichteparametern und Krümmungseigenschaften gefüttert werden, die wahre Distanz (co-moving distance) berechnen kann, das ist mir auch bekannt. Ich habe von der Lichtlaufzeitdistanz deswegen gesprochen, weil Caro geschrieben hat

Zitat von Caro

die hell genug sind, um mehr als 11 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt gesehen zu werden

und die erwähnten 11 Mrd. Lichtjahre sind ja eine Lichtlaufzeitdistanz.

Meine Frage ist beantwortet und ich nehme mit, dass die GRB als Standardkerzen gar nicht weiter entfernt sind als die Rotverschiebungsrekordhalter und sich daraus eben nicht die Möglichkeit ergibt, dass man mit ihnen Distanzmesser hat, die über die Rotverschiebungsrekordhalter hinausgehen. Die photometrische Distanzmessung der GRB misst aber auch "nur" die Lichtlaufzeitdistanz, nicht die co-moving distance. Und ich wusste nicht, dass man bis dato immer auf ihre Hostgalaxien angewiesen war, um spektroskopisch eine Aussage über ihre Distanz zu bekommen.

Zitat von Caro

Bis zu Rotverschiebungen im zweistelligen Bereich wird man dabei dennoch eher nicht vordringen.

Ich frage mich, warum gibt es keine GRBs, die kurz nach dem Urknall aufgeflammt sind? Bzw. warum hat man bisher die meisten GRBs im Bereich 0,5 < z < 2,0 gefunden? Die müssten doch auf alle Distanzen existieren.

Viele Grüße

Micha

Vielleicht hapert das ja an der Urkanlltheorie - mich hat da John Dobsons Ansatz zu denken gegeben => Universum erneuert sich ständig selber, Urknall ist nur eine Theorie, nicht "die" Theorie ....

Gruß,

Martin

Hallo Martin,

Zitat von martin68

Urknall ist nur eine Theorie, nicht "die" Theorie ....

Ich bin nicht sicher, was du mir "die" Theorie meinst. Der Urknall ist heute die einzige anerkannte Theorie, und sie kann ziemlich viele Sachen erklären.
Kann sie alles erklären? Nein.
Es ist wie mit der Relativitätstheorie. Auch bei der ist klar, dass sie falsch ist, weil sie halt im subatomaren Bereich nicht funktioniert. Aber immer noch gut genug, um extrem hilfreich zu sein und sehr viele Sachen korrekt vorherzusagen. Daher wird sie benutzt. Sogar Newton wird heute noch benutzt, obwohl ganz klar ist, dass die Sachen falsch sind. Um aber zu berechnen, wie ein Apfel vom Baum fällt oder der Mond um die Erde kreist, ist selbst Newton verdammt gut.

Es ist recht einfach, bei einer komplexen Theorie wie Urknall oder Relativitätstheorie einzelne Dinge zu nehmen, die nicht korrekt vorhergesagt werden und dafür eine andere Erklärung zu finden. Der Haken: Diese Erklärung muss dann aber wieder in ein ganzes Framework reingepackt werden, das konsistent ist und dann insgesamt mehr erklärt as die bestehenden Theorien. Und dann Sachen korrekter vorhersagen kann als eine bestehende Theorie. Und daran scheitert es dann in den allermeisten Fällen.

Ich fände es auch schön, wenn morgen jemand um die Ecke kommt mit einer konsistenten Theorie, die ohne dunkle Materie und dunkle Energie auskommt. Leider sieht es dafür eher schlecht aus

Das blöde an der Komplexität bestehender Theorien: Wenn man schon eine Theorie hat, die fast alles gut erklärt, ist eine neue Theorie, die dann mehr erklärt, eigentlich immer noch komplexer. Das heisst aber auch, dass die Zeit, wo jemand mal im Hinterzimmer ein neues Theorie zusammenbaut, sind wohl vorbei.
Ist es ausgeschlossen, dass jemand mit einer ganz einfachen Erklärung kommt, die noch niemandem eingefallen ist? Nein, ist es nicht. Allerdings halt verdammt unwahrscheinlich.

Insofern ist der Urknall heute dann wohl doch "die" Theorie.

CS, Daniel

Hallo Daniel,

Ja klar, das mit dem Urknall ist die am weitesten verbreitete, aber ich persönlich finde das schade, dass das oft als einig richtige ausgelegt wird, gibt etliche andere, leider nicht im "Mainstream" - ich bin auch nicht sooo tief in der Physik drin um da richtig mitreden zu können, was ich hat sehe, dass wahnsinnig viel Aufwand reingesteckt wird um irgendwie den ganzen unerklärlichen "Rest" auch noch erklären zu können: dunkle Materie zum Beispiel, und die muss dann noch ganz "seltsam" verteilt sein...

Und dann gibt es andere Theorie, da passt sehr viel mehr ohne Urknall und ohne dunkle Materie - halt nicht "Wissenschaftsmainstream" - und ja, bin halt auch kleiner Ingenieur, suche immer nach einfachen, funktionierenden Lösungen, da hat mir die mit dem "ewigen, sich selbst erneuerten Universum" viel besser gefallen als ungreifbare dunkle Materie 🤔🙈

Gibt auch die Theorie, dass die Wissenschaft aktuell nicht mehr richtig weiter kommt, weil sie auf "das falsche Pferd gesetzt hat"...

Ist immer sehr spannend die ganze Diskussionen, bin da offen für vieles, nur kritsch wenn die Welt zu sehr an die Mathematik angepasst wird....

Viele Grüße, Martin

Hallo Martin,

Zitat von martin68

Und dann gibt es andere Theorie, da passt sehr viel mehr ohne Urknall und ohne dunkle Materie - halt nicht "Wissenschaftsmainstream"

Und da muss ich widersprechen. Ein Paper von ein paar Seiten ist halt keine kohärente Theorie, sondern bestenfalls ein Gedankenblitz. Das hat nichts mit "Mainstream" zu tun. Wenn es jemand schaffen würde auf 5 Seiten alles zu erklären inkl. Formeln, mit denen man alles mögliche vorhersagen kann, dann würde er dafür gefeiert werden - da bin ich sicher.

Die letzte Theorie, die das geschafft hat, was die spezielle Relativitätstheorie. Und die hat auch erstmal nur gezeigt, dass Newton nicht ganz richtig lag. Um aber dann zu erklären, was denn dann die Alternative ist, brauchte es nochmal 10 Jahre zur allgemeinen Relativitätstheorie. Und selbst die würde ich nicht verstehen (also nicht auf populärwissenschaftlichem Niveau, sondern soweit, dass ich damit wirklich Vorhersagen treffen könnte).

Klar ist es irgendwie schön, eine einfache kurze "Weltformel" zu haben, aber leider ist die Natur halt nicht so einfach, wie man sich das gerne wünscht. Und dass Leute mit angeblichen Durchbrüchen unterdrückt werden, ist nun ganz sicher nicht der Fall. Praktisch jeden Sommer wird in der Presse irgendjemand ausgegraben, der mal wieder etwas unglaubliches entdeckt hat, die Klassiker sind Überlichtgeschwindigkeit, kalte Kernfusion, Zimmertemperatur-Supraleiter. Fast nie halten die einer unabhängigen Überprüfung stand.

CS, Daniel

Zitat von growers

Hallo Martin,

Und da muss ich widersprechen. Ein Paper von ein paar Seiten ist halt keine kohärente Theorie, sondern bestenfalls ein Gedankenblitz. Das hat nichts mit "Mainstream" zu tun.

na ja, bin ziemlicher Astrophysik-dummy und verfolge die ganze "Sache" nur sehr am Rande, aber mir scheint es so, dass die Mehrheit der Wissenschaftler der Urknalltheorie "hinterher rennen" und alle andere in die "Spinnerecke" gedrängt werden (ja ist jetzt sehr übertrieben, nur mal als Vergleich) - für mich ist die Urknalltheorie eindeutig "Wissenschaftsmainstream" - kann natürlich trotzdem richtig sein, das Stelle ich gar nicht in Frage, bin da sehr offen, mich fasziniert halt der Gedanke, dass das Universum auch ohne "dunkle Materie" funktioniert, wenn man andere Ansätze benutzt - klar, jede Theorie hat irgendwo ein Problem, sind ja alles nur Modelle und sollen die wahnsinnig tolle Schöpfung da draußen begreifbar zu machen....

Viele Grüße, Martin

Zitat von martin68

dass die Mehrheit der Wissenschaftler der Urknalltheorie "hinterher rennen" und alle andere in die "Spinnerecke" gedrängt werden

Ich stecke da nicht im Detail drin, mir wäre aber halt nicht bekannt, dass da jemand irgendeine konsistente Theorie vorgelegt hätte. Wie gesagt: Ein 5-Seiten-Paper ist noch weit davon entfernt, eine Theorie zu sein.

Zitat von Caro

Hallo Martin,

schonmal auf den Gedanken gekommen, daß es auch im Wissenschaftsbereich Leute geben könnte, die einfach nur gut darin sind, ihr eigentlich unausgegorenes Zeug mit großem Tamtam der Öffentlichkeit bzw. der Presse als Mittler zu verkaufen und dann was von hinterherrennen und in die Ecke drängen fabulieren, wenn sie vom Rest der Community Gegenwind bekommen und widerlegt werden?

Hallo Caro,

ja klar, geht mir ja auch gar nicht um das große Tamtam - was mir halt auffällt (bin wie schon erwähnt ziemlicher Leie und verfolge das nur nebenher):

es wird sehr viel "Energie" hineingesteckt um am aktuell gültigen Modell festzuhalten - das Modell wird so erweitert, dass es zur Mathematik passt (kommt mir zumindest so vor) - muss wohl auch so sein.

Früher im Chemieunterricht wurde das Bohrsche Atommodell eingeführt (wir wohl heute auch noch so ein) - war klasse einfach, konnte ich viel mit anfangen, irgendwann kommt dann der Wechsel zu anderen Modellen ("Elektronenwolkenmodell" oder so) - je nach Problemstellung hat man halt ein Modell herangezogen mit dem man sich "die Welt" erklären kann..

Beim Modell zum Universum könnte das doch änlich laufen: Urknalltheroie funktioniert super, hat aber ihre Grenzen - vlt. könnte man da ja auch das Modell wechseln?

Nur so ein Gedanke, ich bin da ganz ergebnisoffen und mache mir keine allzu großen Gedanke, wenn was nicht "erklärbar" ist und nicht in's Modell passt, muss ja nicht - ist ja nur ein Modell....

Gruß,

Martin

Zitat von martin68

Urknalltheroie funktioniert super, hat aber ihre Grenzen - vlt. könnte man da ja auch das Modell wechseln?

Kann man schon. Nur hat bisher niemand ein besseres Modell gefunden.

CS, Daniel

Fassen wir mal zusammen:

Folgendes kann man beobachten:

- Die Expansion des Weltalls

- Die Hintergrundsstrahlung

- Eine zeitliche Entwicklung im Kosmos:

* alte Sterne haben eine andere chemische Zusammensetzung als jüngere Sterne

* Die Entwicklung der Gesamtheit der Galaxien

* ... (da gibt es sicher noch mehr)

Der Versuch, eine Theorie zu entwickeln, die all diese Beobachtungen erklären kann, läuft zwanglsläufig auf eine Art "Urknalltheorie" heraus. Neue Beobachtungen führen dazu, dass diese Theorie immer wieder modifiziert werden muss. so wie das in der Vergangenheit auch bei anderen Theorien auch der Fall war.

Beispiel: Das heliozentrische Weltbild:

Grundidee: Die Planeten bewegen sich in Kreisbahnen um die Sonne.

Modifikation: Es sind keine Kreisbahnen, sondern Ellipsen, in deren Brennpunkt die Sonne liegt.

weitere Modifikation: Nicht die Sonne liegt im Brennpunkt der Ellipse, sondern das Baryzentrum des Sonnensystems

weitere Modifikaton: Die Ellipsen verändern sich mit der Zeit

weitere Modifikation: Die Periheldrehung erfolgt schneller, als es die Newtonsche Mechanik vorhersagt (ART)

usw