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Thema: Ist Hubble an seiner Leistungsgrenze angelangt?

  1. #1
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    Standard Ist Hubble an seiner Leistungsgrenze angelangt?

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    Hallo Leute,
    ich hatte hier mal die Frage angebracht, ob Hubble mit der bisher am weitesten angefertigten Aufnahme von ca. 13,4 Mrd. LJ Entfernung an seiner Leistungsgrenze angelangt ist und ob man möglicherweise mit einem erdgebundenen Teleskop noch höher auflösen könnte. Um dies in Erfahrung zu bringen habe ich einen Professor vom LBT in Deutschand angeschrieben, hier seine Antwort:

    > Vom Hubble-Teleskop wurde eine Ultra-Deepfield-Aufnahme mit einer
    > Entfernung von ca. 13,4 Mrd. Lichjahren angefertigt, die Belichtungszeit
    > betrug 11,3 Tage. Hier nun meine Fragen:
    >
    > - ist Hubble damit an seiner Leistungsgrenze angelangt, oder wären noch
    > größere Entfernungen möglich - vorausgesetzt das Teleskop würde dazu noch länger zur Verfügung stehen?

    This is indeed close the limit of what the telescope practically can do. If
    you increase the exposure time to f.ex. 100days the gain will not be very
    big. You can decrease the so called random errors and noise sources but the
    systematic errors which normally are at a very low level start to become the
    dominating source of noise and systematic errors do not go away even if you
    observe for ten times as long time.

    - Ich gehe mal davon aus, dass das LBT aufgund seiner Adaptiven Optik eine noch höhere Auflösung als Hubble hat und dadurch noch weitere Aufnahmen
    anfertigen könnte.

    Yes, in the near IR (K-band) the LBT will indeed have a resolution which is
    almost 10 times higher than that of the Hubble Space Telescope.

    - falls dies technisch möglich ist, würde sich der Zeitaufwand nicht
    lohnen um möglicherweise eine noch höhere Auflösung zu bekommen und vielleicht Galaxien in einem sehr frühen Entwicklungsstadium zu sehen?

    The LBT will of course also be use to look at some of the most distance
    objects in the Universe, but don't forget that it is not possible to look all
    the way back to the big bang as there were no objects at that time, at least
    not objects as we know them. Galaxies only formed much later, we still do not
    know exactly when, and stars at such distances would most likely be too faint to be detected. Actually the telescope that has looked furthest back is the satellite WMAP which studied the microwave background. This is probably the earliest available photons for observations today and they were observed with a 1m antenna. Actually the microwave radiation was detected already in the 1960's on earth with a small microwave antenna by accidence, so it is not only the size of a telescope but also the wavelength that makes the difference for how 'old' photons it will be able to observe. And even these
    photons were emitted several 100.000 years after the big bang itself, before
    that the gas was so hot that photons would get destroyed all the time by
    collisions and interactions with other particles, so none of these photons
    could have survived to reach us.


    Desweiteren konnte ich in Erfahrung bringen, dass Ultradeepfield-Aufnahmen in hoher Deklination entweder zum Süd- oder Nordpol durchgeführt werden, um die Belichtung nicht durch den Umlauf des Teleskops um die Erde unterbrechen zu müssen.

  2. #2
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    Standard

    hey komet007,

    danke für diese infos, vorallem für detail-freaks sicher interessant. Wie du schon feststelltest, aufgrund der Erdrotation ist nur ein Ausschnitt des Nord- und des Südsternhimmels wirklich für Langzeitbeobachtungen geeignet, da liegt der Vorteil von Hubble. Allerdings ist ja die Grösse der Spiegel und der Kostenaufwand sicher ein entscheidender Nachteil. Wie zu lesen war, ist es ja nun auch gelungen einen künstlichen Fixstern in der Atmosphäre zu erzeugen um gerade die adaptive Optik des VLT zu verbessern. Somit werden Störungen durch Winde und Temperaturunterschiede in der Atmosphäre (Schwankungen von mehrern Kelvin vorallem in Höhen von 30-100km), die den gleichen Effekt haben, wie wenn du im Sommer von der Seite über eine Asphaltstraße schaust.
    Solche Fixsterne die von Lasern erzeugt werden, basieren auf dem Prinzip der Gruppen- und Phasendispersion von Lichtwellen. Im Medim (Luft) tritt eine Gruppengeschwindigkeitsdispersion des Lichtstrahls ein, so dass er in einer gewissen höhe nahezu zerfliesst. (Wie eine Taschenlampe die nur eine gewisse Entfernung weit gut leuchtet!) Korriegiert man den Effekt gegenteilig vorher, so kann man eine Fokusierung in einer bestimmten Höhe (90km) erreichen, und dort durch Anregung des Atoms dort gewisse Absorptionen und Emmissionen hervorrufen (daher die Natriumschicht in 90km Höhe und das Laserlicht mit der Natriumwellenlänge).
    Ein anderes tolles Ding sind die neuen virtuellen Teleskope, die als Gruppe von Sateliten die in einem relativen Abstand zueinander im Weltraum die von ihnen umspannte Fläche als Teleskopspiegel (virtuell) besitzen. Ähnlich der grossen Radiotelekope die aus mehrern Teleskopen die im Sternform oder ähnlich aufgestellt sind, bestehen.

  3. #3
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    Zitat Zitat von komet007
    ist Hubble damit an seiner Leistungsgrenze angelangt, oder wären noch größere Entfernungen möglich - vorausgesetzt das Teleskop würde dazu noch länger zur Verfügung stehen?
    Wesentlich weiter wirst Du mit keinem Teleskop, das jemals gebaut werden kann, schauen können, denn wenige 100'000 Jahre nach dem Urknall gab es noch keine "Objekte", die man hätte beobachten können:

    Zitat Zitat von komet007, Antwort von einem Professor vom LBT
    The LBT will of course also be use to look at some of the most distance objects in the Universe, but don't forget that it is not possible to look all the way back to the big bang as there were no objects at that time, at least not objects as we know them. Galaxies only formed much later, we still do not know exactly when, and stars at such distances would most likely be too faint to be detected.
    Noch älter allerdings sind die Photonen von der 3K-Hintergrundstrahlung, die man schon in den 60iger Jahren nachweisen konnte:

    Zitat Zitat von komet007, Antwort von einem Professor vom LBT
    Actually the telescope that has looked furthest back is the satellite WMAP which studied the microwave background. This is probably the earliest available photons for observations today and they were observed with a 1m antenna. Actually the microwave radiation was detected already in the 1960's on earth with a small microwave antenna by accidence, so it is not only the size of a telescope but also the wavelength that makes the difference for how 'old' photons it will be able to observe. And even these photons were emitted several 100.000 years after the big bang itself, before that the gas was so hot that photons would get destroyed all the time by collisions and interactions with other particles, so none of these photons could have survived to reach us.
    Der Professor hat Dir also alles gesagt, Du musst es nur richtig zusammensetzen
    Somit wirst Du also nur noch in geringfügig grössere Entfernungen schauen können, aber mit besseren Teleskopen und längeren Belichtungszeiten kann man die damaligen Objekte vielleicht grösser und deutlicher erkennen.

    Freundliche Grüsse, Ralf
    Geändert von ralfkannenberg (03.03.2006 um 14:54 Uhr)

  4. #4
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    Hi Ralf, ich hätte meine Frage wohl im Folgenden etwas präzisieren sollen. Selbstverständlich ist bei der Hintergrundstahlung das optische Limit erreicht, da keine Photonen aus dieser Strahlung emittiert werden. Was man allerding sehr wohl beobachten könnte, wären Galaxien die gerade entstehen. Das heisst, wenn unsere Theorie zur Enstehung des Universums korrekt ist, so müsste nach der Entkopplung von Materie und Strahlung das Universum durchsichtig geworden sein. Was allerdings richtig ist, können wir aus dieser Zeit erst Objekte größeren Ausmaßes (Quasare) im optischen Licht beobachten.
    Es besteht allerdings die Möglichkeit, dass diese ersten Quasar wesentlich älter sind als wir vermuten. Falls dies der Fall ist, müsste man den Zeitpunkt des Urknalls berichtigen und möglicherweise auch die Theorie zur Entstehung der Galaxien überdenken.
    Da wir mittlerweile einen sehr hohen technischen Standard in der Teleskoptechnik erreicht haben, wurden bereits aufgrund einiger Beobachtungen sehr viele neue Fragen aufgeworfen (erst vor kurzem: gegenläufig rotierende Staubscheiben). Ich möchte nur ausschließen können, dass wir in der Urknallforschung dahingehend auch alles technisch Mögliche unternehmen.

  5. #5
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    Zitat Zitat von komet007
    Hi Ralf, ich hätte meine Frage wohl im Folgenden etwas präzisieren sollen.
    Nein. Ich sehe, dass Du Dich top auskennst.
    Das ist gut zu wissen, wenn ich mal eine Frage habe !

    Freundliche Grüsse, Ralf

  6. #6
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    Nicht zu vergessen die erste mögliche Messung des Infrarothintergrunds der ersten Sterne durch das Spitzer Space Telescope, 700 Mio. Jahre nach dem Urknall.
    http://www.spitzer.caltech.edu/Media.../release.shtml

    Genau für diesen Bereich wurde ja das James Webb Space Telescope ausgelegt.
    Zum Vergleich:
    http://imgsrc.hubblesite.org/hu/db/2...mats/print.jpg
    http://www.jwst.nasa.gov/Science/ScienceGoals.html

    Grüsse galileo2609

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