Rotverschiebungsraum

Der Rotverschiebungsraum ist ein alternatives Koordinatensystem in der Kosmologie, für das die beobachtbare statt der realen Entfernung verwendet wird.

Auf kosmologischen Skalen ist die Entfernungsbestimmung (etwa zu Quasaren oder weit entfernten Galaxienhaufen) nur noch über die Messung der Rotverschiebung möglich. Deshalb ist man gezwungen, statt des „natürlichen“ Koordinatensystems aus zwei Winkelkoordinaten und dem realen Abstand zwischen Beobachter und Objekt in den Rotverschiebungsraum aus den beiden Winkelkoordinaten und der Rotverschiebungsentfernung zu wechseln.

Entstünde die beobachtete Rotverschiebung z nur durch die kosmische Expansion, so wäre die Rotverschiebungsentfernung s gleich der echten Entfernung D. Hat das Objekt aber eine Pekuliargeschwindigkeit v, etwa eine gravitativ gebundene Haufengalaxie, so gilt:

$s = \frac{cz}{H_0} = D + \frac{v}{H_0}$

Dabei bezeichnet c die Lichtgeschwindigkeit und H₀ die Hubble-Konstante.

links: Normal-, rechts: Rotverschiebungsraum

In diesem allgemeinen Fall kann es zu Verzerrungen der beobachteten Strukturen bei Darstellung im Rotverschiebungsraum kommen. Etwa kann ein grob kugelförmiger Galaxienhaufen in virialisiertem Zustand durch die Pekuliargeschwindigkeiten so verzerrt werden, dass er zu einem entlang der Beobachtungsrichtung langgezogenen Ellipsoid wird. Diese Erscheinungen nennen Astronomen finger of god - Finger Gottes.