Was verrät uns die Hintergrundstrahlung?
Der Anfang von Allem
Der Beginn des Universums wird als Urknall bezeichnet.
Das anfänglich punktförmige Universum dehnte sich rasch aus und kühlte sich dadurch ab. Nach etwa drei Minuten betrug die Temperatur noch etwa 1 Milliarde Kelvin und das Universum bestand aus einem Plasma von Wasserstoffkernen, Heliumkernen und freien Elektronen. Ein heisses Plasma emittiert Strahlung, aber da die Elektronen noch nicht an die Atomkerne gebunden waren, konnte sich diese Strahlung nicht ausbreiten.
Die Entwicklung des Universums
Bild: National Science Foundation (original File:HistoryOfUniverse-BICEP2-20140317.png)
Yinweichen (vectorisation File:History of the Universe.svg)
Whidou & Simon Villeneuve (translation & cropping)
380’000 Jahr nach dem Urknall war die Temperatur auf etwa 3’000 Kelvin gesunken, die Elektronen wurden an die Atome gebunden und die Strahlung konnte sich im deshalb nun durchsichtigen Universum ausbreiten. Diese sogenannte Hintergrundstrahlung (2.75 Kelvinstrahlung) lässt sich heute noch nachweisen.
Vom Zeitpunkt der Freisetzung der Hintergrundstrahlung bis heute haben sich aufgrund der Expansion des Universums alle Abstände um den Faktor 1089 vergrössert.
Auch die Temperatur des Universums sank in dieser Zeit um den Faktor 1‘089.
(3‘000 Kelvin / 1‘089 = 2.75 Kelvin)
Mit Hilfe der Raumsonde Planck wurde die Hintergrundstrahlung sehr genau vermessen.
Bild: ESA
Aus den gemessenen Temperaturschwankungen kann direkt auf den Dichteunterschied in der Materie im damaligen Universum (Wasserstoff-Helium-Gemisch) geschlossen werden.
Aus den Dichtefluktuationen der Materie im Universum vor 13.79962 Milliarden Jahren bildeten sich die heutigen grossräumigen Strukturen des Universums.
Bild: Wikipedia
Aus der kosmischen Hintergrundstrahlung und deren minimalen Ungleichförmigkeit lassen sich weitere Informationen ableiten.
- Die Anteile der normalen Materie, der dunklen Materie und der dunklen Energie im Universum.
- Die Geometrie des Universums. Ist unser Universum flach oder gekrümmt?
- Dehnt sich unser Universum immer weiter aus? Verlangsamt sich die Expansion oder stoppt die Expansion und kollabiert anschliessend das Universum?
