Kosmologische Rotverschiebung

Kosmologische Rotverschiebung bezeichnet die Verschiebung des Lichts weit entfernter Galaxien hin zu längeren (roten) Wellenlängen, die durch die Ausdehnung des Raums selbst verursacht wird. Sie unterscheidet sich von der Doppler-Rotverschiebung, die durch die Relativbewegung von Sender und Empfänger entsteht: Bei der kosmologischen Rotverschiebung dehnt sich der Raum während der Lichtreise aus, wodurch die Wellenlänge des Lichts proportional mitgedehnt wird.

Der Rotverschiebungsparameter z ist definiert als z = (λ_beobachtet - λ_emittiert) / λ_emittiert. Für kleine Rotverschiebungen (z < 0,1) lässt sich z näherungsweise über das Hubble-Gesetz mit der Entfernung verknüpfen: v = H₀ × d, wobei H₀ die Hubble-Konstante (derzeit rund 67 bis 73 km/s/Mpc je nach Messmethode) und d die Entfernung in Megaparsec ist. Weit entfernte Objekte zeigen deutlich größere Rotverschiebungen: Das am weitesten beobachtete Galaxiensystem besitzt Werte von z > 10, was bedeutet, dass sich das Universum seit der Lichtemission um mehr als den Faktor 11 ausgedehnt hat.

Die kosmologische Rotverschiebung ist eines der zentralen Beobachtungsinstrumente der Kosmologie und dient zur Bestimmung von Entfernungen, Alter und Entwicklungszustand weit entfernter Himmelsobjekte.