WAS IST DIE KOSMISCHE MIKROWELLEN-HINTERGRUNDSTRAHLUNG?

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Die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung ist das Nachleuchten des Urknalls; Eine der stärksten Beweise dafür, dass dieses Ereignis stattgefunden hat. Ned Wright erklärt.

"Ok, ich bin Ned Wright und Professor für Physik und Astronomie an der UCLA. Ich arbeite an Infrarotastronomie und Kosmologie."

Wie nützlich ist die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung?

"Nun, die wichtigste Information, die wir erhalten, ist die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die auf der niedrigsten Ebene von ihrer Existenz herrührt. Als ich in der Astronomie anfing, war es nicht hundertprozentig sicher, dass das Urknallmodell korrekt war. Mit der Vorhersage eines kosmischen Mikrowellenhintergrunds aus dem Urknall und der Vorhersage eines kosmischen Mikrowellenhintergrunds aus der konkurrierenden Theorie, dem stationären Zustand, war dies ein sehr wichtiger Schritt in unserem Wissen. “

„Und dann ist der zweite Aspekt des kosmischen Mikrowellenhintergrunds, der sehr wichtig ist, dass sein Spektrum einem schwarzen Körper sehr ähnlich ist. Ein schwarzer Körper zu sein bedeutet also, dass das Universum relativ reibungslos von undurchsichtig zu transparent übergeht, und dann sehen wir tatsächlich einen isothermen Hohlraum, wenn wir nach draußen schauen, so dass es einem schwarzen Körper sehr nahe kommt. “

„Und die Tatsache, dass wir uns durch das Universum bewegen, kann sehr genau gemessen werden, indem man die sogenannte Dipolanisotropie des Mikrowellenhintergrunds betrachtet. Eine Seite des Himmels ist also etwas heißer (ungefähr 3 Millikelvin heißer) und eine Seite des Himmels - die gegenüberliegende Seite des Himmels - ist etwas kälter (ungefähr 3 Millikelvin kälter), was bedeutet, dass wir uns mit ungefähr einem Zehntel bewegen von einem Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Tatsächlich wissen wir jetzt sehr genau, was dieser Wert ist - es sind ungefähr 370 Kilometer pro Sekunde. Das ist also unsere Bewegung, die Bewegung des Sonnensystems durch das Universum. "

„Eine letzte Information, die wir jetzt aus dem Mikrowellenhintergrund erhalten, ist, dass der Planck-Satellit uns nur mehr Informationen in diese Richtung gegeben hat, nämlich die Messung des statistischen Musters der sehr kleinen Anisotropien oder kleinen Unebenheiten und Täler in der Temperatur. Zusätzlich zum Unterschied von 3 Millikelvin haben wir also tatsächlich einen Temperaturunterschied von plus oder minus 100 Mikrokelvin von verschiedenen Stellen. Wenn Sie sich diese Punkte und ihr detailliertes Muster ansehen, sehen Sie tatsächlich ein sehr markantes Merkmal, nämlich eine bevorzugte Skala von etwa eineinhalb Grad, und das wird durch die Akustik verursacht
Wellen, die durch die Dichtestörungen zu Beginn der Geschichte des Universums erzeugt werden und wie weit sie reisen könnten, bevor das Universum transparent wird. Und das ist ein sehr starker Indikator für das Universum. "

Was sagt es uns über dunkle Energie?

„Der kosmische Mikrowellenhintergrund hat dieses Muster tatsächlich auf einer halben Grad-Skala, und das gibt Ihnen effektiv eine Positionslinie, wie Sie es bei der Himmelsnavigation getan haben, bei der Sie einen Stern mit einem Sextanten messen und dann eine Linie auf der Karte wo du bist. Aber Sie können das gleiche Muster betrachten - den Aufbau der Schallwellen im Universum, und Sie sehen, dass dies in der Verteilung der Galaxie viel lokaler ist. Wir sprechen von Galaxien, es könnte also eine Milliarde Lichtjahre entfernt sein, aber für Kosmologen ist das lokal. Und diese Galaxien zeigen auch das gleiche wellenartige Muster, und Sie können diesen Winkel im Maßstab lokal messen und mit dem vergleichen, was Sie in der Geschichte sehen, und das gibt Ihnen die Kreuzungslinie der Position. Und das sagt uns wirklich, wo wir im Universum sind und wie viel Zeug es gibt und es sagt uns, dass wir diese dunkle Energie haben, die niemand wirklich versteht, was sie ist, aber wir wissen, was sie tut. Dadurch beschleunigt sich das Universum in seiner Expansion. "