Kosmologie

Einen bekannten Wert wählen: Rotverschiebung z oder heutige mitbewegte Distanz D_C. Berechnen liefert die übrigen Distanzen und die Zeit seit Aussendung. Das Beispielmenü ändert z, berechnet aber nicht automatisch. Zurücksetzen stellt die Standardparameter und die Rotverschiebungseingabe wieder her, ohne neu zu berechnen. Das Beispielmenü folgt passenden Rotverschiebungswerten unabhängig von den kosmologischen Parametern.

Ergebnisse verstehen

D_C beschreibt die heutige Entfernung entlang der Sichtlinie im expandierenden Modell. D_L verknüpft bolometrische Leuchtkraft mit beobachtetem Strahlungsfluss. D_A verknüpft Winkelausdehnung mit physischer Quergröße bei Aussendung; der Winkelmaßstab gibt kpc pro Bogensekunde an. Das sind unterschiedliche Distanzdefinitionen. Rückblickzeit ist die Zeit seit Aussendung; Alter ist das Alter des Universums bei Aussendung. Gyr bedeutet Milliarden Jahre, Myr Millionen. Bei z = 0 ist das Entfernungsmodul nicht definiert und erscheint als Strich. Bei Fotometrie können zusätzlich Extinktion und K-Korrektur nötig sein.

Modell und Grenzen

Räumlich flaches ΛCDM: H₀ von 40 bis 100 km/s/Mpc, Ωₘ von 0,001 bis 0,99991 und z von 0 bis 1100. Der Strahlungsanteil ist fest Ω_r = 0,00009; Ω_Λ = 1 − Ωₘ − Ω_r. E(z)² = Ω_r(1+z)⁴ + Ωₘ(1+z)³ + Ω_Λ. D_C = (c/H₀) ∫ dz/E(z), D_L = (1+z)D_C, D_A = D_C/(1+z). Zeiten folgen demselben Expansionsmodell. Die Distanzintegration erfolgt über log(1+z); die monotone Beziehung D_C wird nur im angegebenen Bereich umgekehrt.

Die Standardwerte sind anschauliche Planck-nahe Werte, kein vollständiger Planck-Fit. Das vereinfachte Modell mit konstantem Strahlungsanteil berücksichtigt keine Entwicklung massiver Neutrinos, Raumkrümmung, Pekuliargeschwindigkeit oder veränderliche dunkle Energie. Der Strahlungsanteil passt sich bei geändertem H₀ nicht an. Kosmologische Rotverschiebung wird nicht als spezielle relativistische Doppler-Geschwindigkeit interpretiert. z = 1100 modelliert keine Rekombinationsgeschichte.

Hogg: Distance measures in cosmology · Wright: cosmology calculator