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Stellarer Test für Einsteins Theorie

Einstein über die Schulter geschaut: Fragestellungen zur Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie, mathematische Methoden, Bedeutung und Interpretation
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Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von Frank » 26. Feb 2018, 06:36

Bahn frei für den Einstein-Test
Dem Test von Einsteins Gravitations-Verschiebung steht damit nichts mehr im Wege. "Die Schwerkraft ist die am wenigste erforschte Grundkraft der Natur", sagt Do. "Bisher hat Einsteins Theorie alle Tests mit fliegenden Fahnen bestanden. Wenn nun bei S0-2 Abweichungen gemessen werden, dann wird dies eine Menge Fragen aufwerfen." Der Stern S0-2 wird damit in den nächsten Wochen und Monaten zu einem wichtigen und spannenden Helfer der Forschung
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-22 ... 02-26.html

Da ist ja mal extrem spannend.
Wenn das sich bestätigen sollte, dann wird es wieder ein Stück enger für die Einstein Kritiker. ;look
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von tomS » 26. Feb 2018, 06:43

Spannender Test.

Aber das hier ist etwas irreführend:
... denn der Stern S0-2 kommt in diesem Sommer dem massereichen Schwarzen Loch Sagittarius A* besonders nahe.
Auch wenn sich S0-2 auf einer extrem elliptischen Umlaufbahn befindet, kann ich nicht glauben, dass man mit diesem Test bis Sommer warten muss. Die Messung wird entlang der Bahnellipse durchgeführt und das Spektrum über einen längeren Zeitraum gemessen.

Hier ein paar Daten:
Umlaufdauer von S0-2 um Sagittarius A*: 15.24 ± 0.35 Jahre
kleinster Abstand von S0-2 zu Sagittarius A*: 17 Lichtstunden = 120 astronomische Einheiten (*)
maximale Bahngeschwindigkeit entlang des Orbits: 18 Millionen Kilometern pro Stunde = ca. 1,6 % der Lichtgeschwindigkeit
(*) das ist deutlich im äußeren Bereich des Kuipergürtels

Wikipediaeintrag zu S0-2: https://en.m.wikipedia.org/wiki/S2_(star)
Wikipediaeintrag zu Sagittarius A*: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Sagittarius_A*

Wikipedia: Orbits mehrer Sterne [S0-2 hier S2]: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Sagitta ... orbits.svg

ESO: Animation des Orbits von S0-2: http://www.eso.org/public/videos/eso0846h/
Gruß
Tom

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von seeker » 26. Feb 2018, 09:26

Ja, bald ist es soweit. :)

Hoffentlich wird es Abweichungen von den erwarteten Werten geben: weitere Bestätigungen der Standardphysik sind prima, aber auch langweilig, Abweichungen sind spannend, denn sie versprechen neue Erkenntnisse, neue Physik.
Grüße
seeker


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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von Analytiker » 26. Feb 2018, 09:58

Ich erwarte keine signifikanten Abweichungen. 18 Lichtstunden Annäherung an ein Objekt mit einem Durchmesser von weniger als 2 Lichtminuten Durchmesser ist immer noch eine relativ große Entfernung.

Neue Erkenntnisse mögen von der Gravitationswellenastronomie ausgehen, aber ich denke so schnell werden keine neuen fundamentalen Erkenntnisse erzielt werden.

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von ralfkannenberg » 26. Feb 2018, 10:26

seeker hat geschrieben:
26. Feb 2018, 09:26
Hoffentlich wird es Abweichungen von den erwarteten Werten geben: weitere Bestätigungen der Standardphysik sind prima, aber auch langweilig, Abweichungen sind spannend, denn sie versprechen neue Erkenntnisse, neue Physik.
Hallo seeker,

da wird wieder einmal ein Thema masslos aufgebauscht. Der Stern - und es gibt noch einige weitere von dieser Sorte - ist doch seit einigen Jahrzehnten bekannt und war vor 15 Jahren ein grosses Thema.

Natürlich konnten die Messmethoden in der Zwischenzeit verfeinert werden und natürlich kann man darauf hoffen, dass die Phänomene gerade so stark bzw. schwach sind, dass sie nur während des minimalen Abstandes messbar sind. Es wäre aber ein grosser Zufall, wenn dieses Abweichungen bis heute noch nicht bemerkt worden wären und wenn welche beim minimalen Abstand auftauchen, so wird es sich mit grösster Wahrscheinlichkeit um ein anderes Phänomen oder um einen Messfehler handeln. Für eine Theorieerweiterung ist hier fürchte ich derzeit nichts zu holen, auch nicht beim Durchlauf von S2 ("S-02") des minimalen Abstandes.

Für eine Publikation ist das natürlich gut genug und auch wichtig, aber mehr ist da nicht.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von Frank » 26. Feb 2018, 11:08

ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 10:26


da wird wieder einmal ein Thema masslos aufgebauscht. Der Stern - und es gibt noch einige weitere von dieser Sorte - ist doch seit einigen Jahrzehnten bekannt und war vor 15 Jahren ein grosses Thema.
Wie könnte es auch sein, dass es Thema gäbe, wovon Herr Kannenberg noch nichst wüsste...... Im Gegenteil, was nicht mindestens kalter Kaffee wäre..... :roll:
Man entschuldige meinen unwürdigen und belanglosen Post. :oops:
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von ralfkannenberg » 26. Feb 2018, 11:14

Frank hat geschrieben:
26. Feb 2018, 11:08
ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 10:26


da wird wieder einmal ein Thema masslos aufgebauscht. Der Stern - und es gibt noch einige weitere von dieser Sorte - ist doch seit einigen Jahrzehnten bekannt und war vor 15 Jahren ein grosses Thema.
Wie könnte es auch sein, dass es Thema gäbe, wovon Herr Kannenberg noch nichst wüsste...... Im Gegenteil, was nicht mindestens kalter Kaffee wäre..... :roll:
Man entschuldige meinen unwürdigen und belanglosen Post. :oops:
Hallo Frank,

Das ist ja nicht Dein Fehler dass Du da auf eine Publikation reinfliegst !

Aber das Gute ist, dass Du zu denen gehörst, dank denen meine Ansichten betreffend Publikationen und Missverständnissen bestätigt wird.

Zum Glück kennst Du Dich in Astronomie nicht gut genug aus, so dass Dir das beispielsweise mit dem Kometen, der da erstens auf den Mars abstürzen sollte und zweitens 80 km Durchmesser haben "könnte", der am Ende aber weit vorbeigeflogen ist und nur 400 m im Durchmesser mass, entgangen, zumal die Fachleute sich dann auf den Standpunkt gestellt haben, dass das mit den 80 km Durchmesser eine "sehr gute" Schätzung gewesen sei. Diese "Liste" ist natürlich verlängerbar.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von tomS » 26. Feb 2018, 12:25

Analytiker hat geschrieben:
26. Feb 2018, 09:58
Ich erwarte keine signifikanten Abweichungen. 18 Lichtstunden Annäherung an ein Objekt mit einem Durchmesser von weniger als 2 Lichtminuten Durchmesser ist immer noch eine relativ große Entfernung.
Die Geschwindigkeit liegt mit > 1% c bereits im relativistischen Bereich; die Korrekturen der post-newtonschen Näherung könnte man sich mal näher ansehen.

Im Gegensatz zu Merkur sind jedenfalls Messungen des Spektrums und der Rotverschiebung möglich.
Gruß
Tom

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von tomS » 26. Feb 2018, 12:28

ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 10:26
da wird wieder einmal ein Thema masslos aufgebauscht. Der Stern - und es gibt noch einige weitere von dieser Sorte - ist doch seit einigen Jahrzehnten bekannt und war vor 15 Jahren ein grosses Thema.
Nicht "war", sondern "ist"; das galaktische Zentrum wird immer intensiver untersucht
ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 10:26
Natürlich konnten die Messmethoden in der Zwischenzeit verfeinert werden und natürlich kann man darauf hoffen, dass die Phänomene gerade so stark bzw. schwach sind, dass sie nur während des minimalen Abstandes messbar sind. Es wäre aber ein grosser Zufall, wenn dieses Abweichungen bis heute noch nicht bemerkt worden wären und wenn welche beim minimalen Abstand auftauchen, so wird es sich mit grösster Wahrscheinlichkeit um ein anderes Phänomen oder um einen Messfehler handeln.
Wie glaubst du denn, dass Wissenschaft funktioniert? Dass man nix macht, weil man glaubt, dass nix Neues dabei rauskommt? So nicht funktioniert Wissensachaft nicht.
Gruß
Tom

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von ralfkannenberg » 26. Feb 2018, 12:51

tomS hat geschrieben:
26. Feb 2018, 12:28
ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 10:26
da wird wieder einmal ein Thema masslos aufgebauscht. Der Stern - und es gibt noch einige weitere von dieser Sorte - ist doch seit einigen Jahrzehnten bekannt und war vor 15 Jahren ein grosses Thema.
Nicht "war", sondern "ist"; das galaktische Zentrum wird immer intensiver untersucht
Hallo Tom,

ich wäre sehr überrascht, wenn dem nicht so wäre, und selbstverständlich ist die erneute Annäherung von S2 an das galaktische Zentrum auch Forschungsgelder wert.

Was indes in diesem Artikel geschrieben wurde hätte man ebenso gut schon vor 10 Jahren schreiben können, denn auch damals wusste man, wann S2 den minimalen Abstand einnehmen würde. Neu ist somit lediglich der Umstand, dass S2 keinen Partnerstern oder höchstens einen solchen mit 1.6 Sonnenmassen hat.

tomS hat geschrieben:
26. Feb 2018, 12:28
ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 10:26
Natürlich konnten die Messmethoden in der Zwischenzeit verfeinert werden und natürlich kann man darauf hoffen, dass die Phänomene gerade so stark bzw. schwach sind, dass sie nur während des minimalen Abstandes messbar sind. Es wäre aber ein grosser Zufall, wenn dieses Abweichungen bis heute noch nicht bemerkt worden wären und wenn welche beim minimalen Abstand auftauchen, so wird es sich mit grösster Wahrscheinlichkeit um ein anderes Phänomen oder um einen Messfehler handeln.
Wie glaubst du denn, dass Wissenschaft funktioniert? Dass man nix macht, weil man glaubt, dass nix Neues dabei rauskommt? So funktioniert Wissensachaft nicht.
Das habe ich nicht geschrieben; was ich geschrieben habe ist, dass man allfällige Abweichungen längst gefunden hätte, denn es wäre ein riesiger Zufall, wenn diese Abweichung erst beim Erreichen der minimalen Annäherung messbar würden. Und wenn ich Dich richtig verstanden habe hast Du das übrigens auch so geschrieben, das war hier.


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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von tomS » 26. Feb 2018, 13:35

ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 12:51
Was indes in diesem Artikel geschrieben wurde hätte man ebenso gut schon vor 10 Jahren schreiben können, denn auch damals wusste man, wann S2 den minimalen Abstand einnehmen würde. Neu ist somit lediglich der Umstand, dass S2 keinen Partnerstern oder höchstens einen solchen mit 1.6 Sonnenmassen hat.
Neu ist, dass ein potentieller Begleiter - wenn vorhanden - vergleichsweise leicht ist; dadurch verringert sich der systematische Fehler natürlich erheblich.

Neu sind außerdem die seither verbesserten Messinstrumente.

Und neu ist, dass man jetzt - nach 15 Jahren - wieder bei minimalem Abstand messen kann.
ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 10:26
Und wenn ich Dich richtig verstanden habe hast Du das übrigens auch so geschrieben, das war hier.
Nein, ich habe geschrieben, dass man nicht 15 Jahre wartet und dann im Sommer einmal kurz misst, sondern dass man über die volle Umlaufdauer misst und vergleicht. Es ging lediglich darum, dass der Artikel möglicherweise missverstanden werden kann

ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 10:26
... was ich geschrieben habe ist, dass man allfällige Abweichungen längst gefunden hätte, denn es wäre ein riesiger Zufall, wenn diese Abweichung erst beim Erreichen der minimalen Annäherung messbar würden.
Warum??

Ich habe das mal für die gravitative Rotverschiebung z(r) überschlagen

(1+z)² = 1 / (1 - 2GM/rc²)

z steht für die Rotverschiebung, M für die Masse von Sagittarius A*, r für den minimalen Abstand von S0–2 zu Sagittarius A*.

Der minimale Abstand r ist oben genannt. Der maximale Abstand R berechnet sich gemäß der Exzentrizität e zu

R = (1+e) / (1-e) r

Aufgrund der großen Exzentrizität von z = 0.876 d.h. der extrem elliptischen Umlaufbahn nimmt der Bruch den Wert 15.1 an!

Für die Rotverschiebungen bei minimalem bzw. maximalem Abstand r bzw R folgt

z(r) / z(R) = 15.1

Wir reden hier also über mehr als eine Größenordnung!
Gruß
Tom

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von seeker » 26. Feb 2018, 13:42

Also die Messung der Gravitations-Rotverschiebung durch die Auswirkungen eines SLs wäre schon neu und dass wir jetzt nach einigen Jahren Wartezeit die Chance bekommen so etwas zu messen IST spannend.
Und ja, in der Wissenschaft braucht man viel Geduld, man muss manchmal dasselbe immer und immer wieder messen, auch mit immer weiter verbesserten Instrumenten messen, nach neuen Details suchen, bzw. hoffen solche zu finden, usw.
Und ja, manches wird in der heutigen Zeit auch aufgebauscht, deshalb muss man da immer ein wenig vorsichtig sein, diese spezielle Messung und was dabei herauskommen wird ist aber trotzdem spannend, für mich jedenfalls.
Grüße
seeker


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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von Frank » 26. Feb 2018, 13:45

tomS hat geschrieben:
26. Feb 2018, 12:28

Wie glaubst du denn, dass Wissenschaft funktioniert? Dass man nix macht, weil man glaubt, dass nix Neues dabei rauskommt? So nicht funktioniert Wissensachaft nicht.
Ich habe den Glauben an die Wissenschaft zurück erlangt.
Danke, ich bin so unwürdig.... :licht: :peace:
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von seeker » 26. Feb 2018, 13:47

Kinder, hört auf einander dauernd zu ärgern und euch zu streiten, sonst gibts nach dem Abendessen kein Betthupferl!
Grüße
seeker


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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von tomS » 26. Feb 2018, 13:51

Frank hat geschrieben:
26. Feb 2018, 13:45
tomS hat geschrieben:
26. Feb 2018, 12:28

Wie glaubst du denn, dass Wissenschaft funktioniert? Dass man nix macht, weil man glaubt, dass nix Neues dabei rauskommt? So nicht funktioniert Wissensachaft nicht.
Ich habe den Glauben an die Wissenschaft zurück erlangt.
Danke, ich bin so unwürdig.... :licht: :peace:

Korrigierst du bitte das falsche Zitat? Ein "nicht" ist zu viel; danke - war mein Fehler :-)
tomS hat geschrieben:
26. Feb 2018, 12:28
Wie glaubst du denn, dass Wissenschaft funktioniert? Dass man nix macht, weil man glaubt, dass nix Neues dabei rauskommt? So nicht funktioniert Wissenschaft nicht.
Gruß
Tom

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von ralfkannenberg » 26. Feb 2018, 14:22

tomS hat geschrieben:
26. Feb 2018, 13:35
ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 10:26
... was ich geschrieben habe ist, dass man allfällige Abweichungen längst gefunden hätte, denn es wäre ein riesiger Zufall, wenn diese Abweichung erst beim Erreichen der minimalen Annäherung messbar würden.
Warum??

Ich habe das mal für die gravitative Rotverschiebung z(r) überschlagen

(...)

Wir reden hier also über mehr als eine Größenordnung!
Hallo Tom,

hier liegt vermutlich auch ein Missverständnis vor: ich habe nicht geschrieben, dass man in den letzten 15 Jahren nichts Neues weiss und seitdem nichts neues messen kann.

Aber der "Hype" passiert nun wieder bei der neuerlichen Annäherung, während die Messungen kontinuierlich weitergingen. Somit wäre es sehr zufällig, wenn man Abweichungen zur Lehrmeinung erst bei der minimalen Annäherung selber und nicht sagen wir vor 1 Jahr gefunden hat, als sich S2 wieder hinreichend nahe am minimalen Abstand befand.


Und dass diese "S-Sterne" in der Nähe des galaktischen zentrums unserer Milchstrasse geeignet sind, mögliche Abweichungen zur Lehrmeinung zu finden, weiss man auch schon seit Jahrzehnten, d.h. das ist keine neue Erkennntis dieses Artikels, auch wenn man das bei oberflächlicher Lektüre so verstehen könnte.

Was ich aus dem Artikel herauslese ist:
(a) bessere obere Grenze für die Masse eines möglichen Begleitsterns herausgefunden -> das alleine ist tatsächlich eine Pubikation wert
(b) bislang noch keine Abweichung zur Lehrmeinung gefunden, es könnte eine solche aber nach der Auswertung der Daten geben


Wobei nach wie vor zu beachten ist, dass der Eintrittsfall von (b) auch andere Ursachen als eine Abweichung der Lehrmeinung haben kann und mit grosser (grösster ?) Wahrscheinlichkeit auch haben wird.

Ich persönlich würde es sehr begrüssen, solche Publikationen erst dann zu komunizieren, wenn man wirklich etwas gefunden und auch bestätigt hat. Denn wenn man zehnmal die Feuerwehr ruft und es brennt gar nicht, könnte es sein, dass die Feuerwehr beim elften Mal nicht mehr kommt. Auch dann nicht, wenn es brennt.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von Frank » 26. Feb 2018, 15:05

tomS hat geschrieben:
26. Feb 2018, 13:51
Frank hat geschrieben:
26. Feb 2018, 13:45
tomS hat geschrieben:
26. Feb 2018, 12:28

Wie glaubst du denn, dass Wissenschaft funktioniert? Dass man nix macht, weil man glaubt, dass nix Neues dabei rauskommt? So nicht funktioniert Wissensachaft nicht.
Ich habe den Glauben an die Wissenschaft zurück erlangt.
Danke, ich bin so unwürdig.... :licht: :peace:

Korrigierst du bitte das falsche Zitat? Ein "nicht" ist zu viel; danke - war mein Fehler :-)

Einen Teufel werde ich tun und in deinem Geschriebenen Verbesserungen vornehmen. :wink: :mrgreen:
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von tomS » 26. Feb 2018, 15:08

ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 14:22
Aber der "Hype" passiert nun wieder bei der neuerlichen Annäherung, während die Messungen kontinuierlich weitergingen. Somit wäre es sehr zufällig, wenn man Abweichungen zur Lehrmeinung erst bei der minimalen Annäherung selber und nicht sagen wir vor 1 Jahr gefunden hat, als sich S2 wieder hinreichend nahe am minimalen Abstand befand.
Das hast du schon mal geschrieben, aber das sehe ich nicht so.

Von einem "Hype" würde ich absolut nicht sprechen. Zunächst geht es um den möglichen Begleitstern, dann um die mögliche "Hinweise" ab 3 Sigma bzw. einer „Entdeckung“ ab 5 Sigma; das ist normale wissenschaftliche Praxis.

Hier die ursprüngliche Veröffentlichung

http://iopscience.iop.org/article/10.38 ... aa3eb/meta
ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 14:22
Was ich aus dem Artikel herauslese ist ... bislang noch keine Abweichung zur Lehrmeinung gefunden, es könnte eine solche aber nach der Auswertung der Daten geben
Es geht um die Beobachtung bzw. Berechnung sowie die Minimierung von Effekten, die ein klares Signal für eine „Entdeckung“ stören könnten.
ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 14:22
Wobei nach wie vor zu beachten ist, dass der Eintrittsfall von (b) auch andere Ursachen als eine Abweichung der Lehrmeinung haben kann und mit grosser (grösster ?) Wahrscheinlichkeit auch haben wird.
Nochmal, es geht gerade darum, bestimmte Effekte auszuschließen, die signifikante Entdeckungen überlagern oder vortäuschen könnten.
ralfkannenberg hat geschrieben:
26. Feb 2018, 14:22
Ich persönlich würde es sehr begrüssen, solche Publikationen erst dann zu kommunizieren, wenn man wirklich etwas gefunden und auch bestätigt hat.
Nein, denn es geht nicht um das Finden, sondern um die Voraussetzungen für das Finden!

Ralf, ich bin normalerweise – genauso wie du – für Zurückhaltung statt voreiligem Vorpreschen. Aber in diesem Fall ist niemand vorgeprescht, den du zurückhalten müsstest.
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
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Re: Stellarer Test für Einsteins Theorie

Beitrag von ralfkannenberg » 26. Feb 2018, 17:03

Hallo zusammen,

der Vollständigkeit halber: der meines Wissens erste stellare Test für Einsteins Theorie fand im Jahre 1925 statt:

The Relativity Displacement of the Spectral Lines in the Companion of Sirius (Walter S. Adams)


Ich zitiere:
The results may be considered, therefore, as affording direct evidence from stellar spectra for the validity of the third test of the theory of general relativity

Den Folgesatz wenngleich in diesem Thread off-topic mag ich Euch nicht vorenthalten, zumal hier ein Astronomieforum ist:
, and for the remarkable densities predicted by Eddington for the dwarf stars of early type of spectrum.
Ja, so hiessen die Weissen Zwerge damals noch, wobei zu sagen ist, dass historisch mit "frühen" Spektralklassen die Spektralklassen O, B und A gemeint sind.


Freundliche Grüsse, Ralf

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