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Die beste Karte des frühen Universums
19. März 2006. Bevor das Universum ein Alter von einem Milliardstel einer Milliardstel Sekunde erreichte, hatte es bereits eine traumatische Wachstumsphase hinter sich. Die Erkenntnis basiert auf neuen Daten der Sonde WMAP.


Am Anfang stand die schnelle Inflation Vergrößerung (Quelle: NASA/WMAP Science Team).

WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) hat Wissenschaftlern zudem erste Hinweise auf die Ursache dieses starken Wachstums geliefert und außerdem gezeigt, dass das kosmische „Dunkle Zeitalter“ vor dem Aufleuchten der ersten Sterne doppelt so lang dauerte wie zuvor angenommen.

Am Donnerstag veröffentlichte das WMAP Team die bisher beste Mikrowellenkarte des frühen Universums, auf denen Variationen in der Stärke der Strahlung der Urmaterie zu erkennen sind. Das Muster dieser Variationen passt zu den Vorhersagen der Inflationstheorie, die besagt, dass die Ausdehnung des Universums in der ersten Sekunde unglaublich schnell voran schritt.

Die auf der Karte erkennbaren Dichteunterschiede wurden nach der Inflationstheorie durch Quantenfluktuationen erzeugt. Wenn das stimmt, dann waren diese Fluktuationen die Keimzellen für die spätere Entwicklung von Galaxien und Sternen. Ohne die Inflation wäre das Universum eine trübe Gaswolke geblieben.

Bereits im Jahr 2003 schienen die Daten von WMAP die Inflationstheorie zu bestätigen, es gab aber noch ein großes Fragezeichen. Astronomen dachten, dass von der ersten Sternengeneration erzeugtes ionisiertes Gas den Eindruck der Inflation vortäuschen könnte und, indem es die Mikrowellenstrahlung auf ihrem Weg zu uns zerstreute.

Nun ist sich das Team sicher, dass dem nicht so ist. Die Wissenschaftler können nun auf das Datenmaterial von drei Jahren zurückgreifen anstatt nur eines Jahres und konnten nicht nur die Helligkeit, sondern auch die Polarisation der kosmischen Mikrowellen feststellen. Die Polarisation verrät, wie stark die Strahlung durch Kontakt mit ionisiertem Gas verändert wurde. Nach Abzug dieses Effekts sieht das Team immer noch die Inflationstheorie bestätigt.

Die Theorie sagt voraus, dass größere Materieklumpen heller erscheinen als kleinere Klumpen, und genau dies zeigen die WMAP Daten. Die Ergebnisse werden sicherlich nicht jeden Zweifler überzeugen, die Daten liefern aber den bisher besten Beweis für die Inflationstheorie. „Galaxien sind nichts anderes als auf galaktische Ausmaße vergrößerte quantenmechanische Effekte,“ sagt theoretische Physiker Brian Greene von der Columbia University

Weitreichende Folgen
Welche Kraft könnte die Inflation verursacht haben. Es gibt hunderte von spekulativen physikalischen Modellen, die bisher unbekannte Energiefelder postulieren. Die neuen Daten sind genau genug, um viele dieser Theorien zu entkräften, besonders einige der komplizierteren Theorien. „Das einfachste Modell passt gut zu den von uns gesammelten Daten,“ sagt WMAP Mitarbeiter David Spergel von der Princeton University.

In diesem einfachen Modell sollten starke Gravitationswellen entstehen, die auf bestimmte Weise die Hintergrundstrahlung beeinflussen. Wenn entweder WMAP oder der geplante ESA Satellit Planck Anzeichen von Gravitationswellen entdecken, können Wissenschaftler beginnen zu verstehen, warum die Inflation stattgefunden hat und welche weit reichenden Folgen dies für die Physik haben könnte.

In der Zwischenzeit hat das WMAP Team ein anderes Puzzle gelöst. Die ursprünglichen Daten von WMAP deuteten darauf hin, dass die ersten Sterne nur 200 Millionen Jahre nach dem Urknall mit der Ionisierung von Gas begannen, erstaunlich wenig Zeit für die Entstehung von Sternen. Die neuen Daten zeigen dagegen, dass 400 Millionen Jahre vergingen.
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Quelle: New Scientist zur Startseite...



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