Raumcon
Astronomie => Technik & Wissenschaft: Astronomie => Thema gestartet von: Schillrich am 13. November 2007, 09:40:40
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Ich bin mal so frei und erstelle einen neuen Thread zur Hintergrundstrahlung im Universum. Hierzu habe ich noch keinen Thread gefunden. Falls ein Mod einen anderen Thread für besser geeignet hält, können die Inhalte zusammengefügt werden.
Ein erster Inhalt folgt bald ...
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Moin Daniel,
ich hatte ja schon diesen Thread >>> Pierre Auger Observatory (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=1156.0).
Jerry
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Mögliche neue Interpretation der WMAP-Ergebnisse
Quelle: http://www.spacedaily.com/reports/Cosmological_Data_Affected_By_An_Unexpected_Source_Of_Radiation_In_Interstellar_Space_999.html
WMAP
Mit WMAP (http://de.wikipedia.org/wiki/WMAP) wurden die Unterschiede der kosmischen Hintergrundstrahlung im gesamten Universum untersucht. Fluktuation, bzw. lokale Abweichungen von einer vollständigen Gleichverteilung werden als "Fingerabdruck" der Entstehung der großräumigen Strukturen (Materie, Galaxien) interpretiert. Diese Ungleichförmigkeit soll schon beim Urknall mit aufgeprägt worden sein.
Neue Ergebnisse
Dr. Verschuur der Universität von Memphis (http://www.memphis.edu/) hat einen Teil dieser Struktur in der Hintergrundstrahlung jetzt mit Vorgängen bzw. Strukturen in unserer Milchstraße korreliert.
Verschuur hat die Verteilung neutralen Wasserstoffs im Universum untersucht und dabei eine mögliche Korrelation mit den WMAP-Daten zur Hintergrundstrahlung entdeckt. Seine Interpretation ist, dass ein Teil der Anisotropie (Ungleichförmigkeit) der Hintergrundstrahlung mit unserer Milchstraße zusammenhängt und nicht vom Urknall kommt. Das hätte zur Folge, dass die Ergebnisse mit dem bisherigen Standardmodell nicht mehr zusammen passen, da sie andeuten, dass die kosmische Hintergrundstrahlung gleichförmiger wäre als bisher angenommen. Die Entstehung der großen Strukturen im Universum wäre dann neu zu bewerten.
Jetzt geht es darum, diese neuen Ergebnisse zu verifizieren und ihren Ursprung zu erklären.
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Moin Daniel,
ich hatte ja schon diesen Thread >>> Pierre Auger Observatory (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=1156.0).
Jerry
Hallo Jerry,
da geht es doch um hochenergetische Strahlung und nicht um die Mikrowellenhintergrundstrahlung.
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Moin,
interessante Theorie >>>
Kosmologische Daten verfälscht?
Das Muster im kosmischen Mikrowellenhintergrund – dem Echo des Urknalls – könnte laut Gerrit Verschuur von der University of Memphis von bislang unbeachteten Radioquellen in der Milchstraße überlagert werden. Damit wären auch die daraus abgeleiteten Größen, wie Alter und Zusammensetzung des Kosmos, in Frage zu stellen.
Verschuur hatte Daten der ersten kompletten Himmelsdurchmusterung von interstellarem neutralen Wasserstoff untersucht, die ebenfalls Radiowellen aussenden. Dabei stieß er auf signifikante Ähnlichkeiten zu den winzigen Variationen in der kosmischen Hintergrundstrahlung, die der Satellit WMAP (Microwave Anisotropy Probe) aufgenommen hatte. Diese führten Wissenschaftler bislang auf Dichteschwankungen in der Materie zurück, von der sich die heute aufgefangene Hintergrundstrahlung etwa 300[ch8201]000 Jahre nach dem Urknall entkoppelt hatte. Aus diesen Schwankungen sollen schließlich die im heutigen Universum sichtbaren Strukturen wie Galaxien und Galaxienhaufen hervorgegangen sein.
Sollte nun auch nur ein kleiner Teil der gemessenen Hintergrundstrahlung ihren Ursprung in der Milchstraße haben, so wären die kosmologischen Interpretationen der Daten zweifelhaft, erklärt Verschuur – wohlwissend, dass seine Ergebnisse die meisten Kosmologen nicht erfreuen werden.
(aus (http://img236.imageshack.us/img236/6037/suwlogohq5.gif))
Jerry
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Hallo Jerry,
genau DAS hatte ich doch oben schon berichtet, nur aus einer anderen Quelle ;).
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Die Auswertung der WMAP-Daten aus 5 Jahren führte zu neuen Ergebnissen
Quelle: http://www.nasa.gov/home/hqnews/2008/mar/HQ_08076_WMAP_release.html
- Unmengen an Neutrinos
Aus den Daten der Mikorwellenhintergrundstrahlung ergibt sich, dass das Universum in seiner Anfangszeit deutlich mehr Neutrinos enthalten haben muss. Ca. 370 000 Jahre nach dem Urknall setzte es sich wie folgt zusammen:
- 10% Neutrinos
- 12% Atome
- 63% dunkle Materie
- 15% Photonen
- vernachlässigbare Menge an dunkler Energie
Heute hingegen scheint folgende Zusammensetzung vorzuliegen:
- <1% Neutrinos
- 4,6% Atome
- 23% dunkle Materie
- 72% dunkle Energie
Durch die große Menge Neutrinos am Anfang haben diese auch die Entwicklung des Universums stärker mit beeinflusst, auch wenn sie nur minimal mit anderer Materie interagieren. Damit haben sie auch ein Muster auf die Mikrowellenhintergrundstrahlung aufgeprägt, welches heute noch zu beobachten ist. Die aus den Beobachtungen abgeleitete Menge an Neutrinos stimmt auch mit Vorhersagen anderer Theorien und Experimente überein.
- Erste Sterne
Die ersten Sterne im 400 Millionen Jahre alten Universum haben bis zu 500 Millionen Jahre benötigt, um einen "Nebel" aus Elektronen im interstellaren Raum zu bilden. Auch dieser "Elektronennebel" hat seinen "Fingerabdruck" der Hintergrundstrahlung aufgeprägt.
- Inflationäre Expansion
Die Daten ziehen auch engere Grenzen um die Eigenschaften der inflationären Expansion des Universums, einige Theorien werden also gestützt, andere hingegen können ausgeschlossen werden (leider nennt die Meldung hier keine Details).
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Moin,
die Hintergrundstrahlung, oder auch 3° Kelvin-Strahlung, hat heute eine Temperatur von 2,725 ± 0,002 Kelvin. Wenn die Theorie vom Urknall stimmt dann müßte vor vielen Jahren die Hintergrundstrahlung höher gewesen sein. Der Nachweis dafür blieb bisher aus.
Aber jetzt hat das VLT der ESO eine 11 x 109 Lj entfernte Galaxie näher untersucht und dabei herausgefunden, dass die Temperatur damals bei 9,15 ± 0,7 Kelvin lag.
Herausgefunden haben die Wissenschaftler dies durch die Beobachtung eines viel weiter entfernten Quasars, der sich hinter der Galaxie versteckt.
Interstellare Wolken in Galaxien, die auf der Sichtlinie zwischen dem Beobachter und dem Quasar liegen, absorbieren Teile des Lichtes des Quasars und in dem Spektrum kann man bekannte Elemente und Moleküle erkennen bzw. nachweisen. In diesem Fall fand man im interstellaren Gas der Galaxie nicht nur Wasserstoff, sondern auch Kohlenmonoxid und man benötigt für die Messung der Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung mit Kohlenmonoxid nur sehr wenige zusätzliche Überlegungen.
Hier die angewandte Technik durch das VLT >>>
(http://www.eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2008/images/phot-13a-08-preview.jpg)
Absorptionslinien im Spektrum des Quasars zeigen die Elemente in interstellaren Wolken in den Galaxien in der Sichtlinie.
Mehr dazu gibt es hier >>> (http://www.planet-smilies.de/lesen/lesen_005.gif) (http://www.eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2008/pr-13-08.html)
Jerry
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Hallo alle zusammen,
Mehr zu dem gesamten Thema gibt wohl der komplette 5-Jahres-Report der WMAP Mission her. Wer sich vor viel Lesestoff und einer Menge Rechenarbeit fürs Verständnis nicht scheut, sollte dort auf jeden Fall mal einen Blick hinein werfen;
http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/map/dr3/map_bibliography.cfm
Aber dass die CMB vor 13,8 Mrd. Jahren eine deutlich höhere Temperatur aufwieß als heute können wir ja schon aus der Expansion und der jetzigen Temperatur schlussfolgern. Beim Zurückverfolgen der Expansion zeigt das kosmologische Modell schließlich einen kleinen Raum mit höheren Temperaturen, bis man zu jenen 3000K Entkopplungstemperatur gelangt.
Somit kann im Umkehrschluss auch die heutige Temperatur, unter Berücksichtigung der Enkopplungtemperatur als Beweis für die Urknalltheorie gelten, da während der Expansion des Univerums die Temperatur gesunken ist, was ja das schöne an diesem Modell dar stellt.
Diesen Effekt haben wir auch schon aus eigenen Messungen der CMB, die wir durchgeführt haben, entnehmen können. ;)
Viele Grüße
Chris
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Wenn noch Interesse daran besteht, dieses Thema weiter zu verfolgen, kann ich auch gerne mal eine eigene Messung der CMB hier rein stellen.
Grüße
Chris
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Moin Chris,
Wenn noch Interesse daran besteht, dieses Thema weiter zu verfolgen, kann ich auch gerne mal eine eigene Messung der CMB hier rein stellen
Nur zu, Dich bremst keiner!
Jerry
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Hi,
Unter diesem Link, könnt ihr euch das Rauschen der Hintergrundstrahlung anhören.
Es handelt sich um einen Himmelsscan, den wir hörbar gemacht haben:
http://www.astroscience-berlin.org/images/meas.swf
Viele Grüße
Chris
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Kann eine Torus-Topologie des Raums Schwankungen in der Hintergrundstrahlung erklären?
Quelle: Spektrum der Wissenschaft 01/09, "Ist das Universum ein Torus?"
Zusammenfassung:
- Das heute gängige kosmologische Modell geht von einem unendlichen flachen (nicht oder nur schwach gekrümmten) Raum aus.
- In den Daten der Satelliten COBE und WMAP zur Temperatur der Hintergrundstrahlung wurden Fluktuationen in Abhängigkeit vom Winkel zwischen 2 Punkten am Himmel gefunden, sog. Multipole. Bei kleinen Winkelabständen unter 20° (Multipol l=9) passen die theoretischen Daten aus dem Modell sehr gut mit den Messdaten zusammen. Bei größeren Winkelabständen (>20°, l<9) hingegen laufen Messdaten und Vorhersage auseinander. Die Daten unterscheiden sich teilweise um den Faktor 7. Ausnahme ist der Multipol l=3 mit 60°, wo die Daten wieder gute passen.
- Topologien mit einem endlichen Raum könnten dieses Problem im unteren Bereich der Multipole lösen, während die Ergebnissse im oberen Bereich denen des heutigen Modells entsprechen. Ein Vorteil der endlichen Räume ist, dass sie die unterste "Wellenlänge", den Quadrupol l=2 mit 90° abschneiden und so dessen Schwäche in den Messdaten erklären können.
- Endliche Topologien, welche die Messdaten nachbilden können, sind Dodekaeder und 3-Torus. Diese Räume wären im Volumen beschränkt, aber grenzenlos.
- Berechnungen Ulmer Forscher haben eine gute Übereinstimmung einer 3-Torus-Topologie mit umfangreichen kosmologischen Beobachtungsdaten ergeben. Das Modell ergibt eine "Kantenlänge" des Universums von 55.6 Milliarden Lichtjahren.
- Mit dem Planck-Teleskop erhofft man sich ab seinem Start 2009 noch genauere Daten zur Verteilung der Hintergrundstrahlung.
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"Temperatur des Universums weniger als eine Milliarde Jahre nach Urknall
Mit dem IRAM-NOEMA-Teleskop in den französischen Alpen haben Astronom*innen erstmals ein Objekt beobachtet, das die frühe Urknallphase unseres Universums abschattet und einen Teil des Lichts der so genannten kosmischen Hintergrundstrahlung absorbiert. Das Objekt ist eine Wasserdampfwolke, so weit von uns entfernt, dass ihr Licht rund 13 Milliarden Jahre benötigt hat, um uns zu erreichen. Der Schatten entsteht, weil das kältere Wasser die wärmere Hintergrundstrahlung auf ihrem Weg zur Erde absorbiert. Der Schattenwurf gibt Aufschluss über die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung vergleichsweise kurz nach dem Urknall. Eine Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie.
(https://media.raumfahrer.net/upload/2023/10/31/20231031084706-c5122a23.jpg)
Die kosmische Hintergrundstrahlung erreicht uns aus allen Himmelsrichtungen. Sie stammt vom Ende der heißen Urknallphase unseres Universums. Die in der hier vorliegenden Studie untersuchte Galaxie schattet einen Teil dieser Strahlung ab – bei Wellenlängen, die typisch sind für Wassermoleküle. Das liefert Informationen, aus denen man die Temperatur ableiten kann, die die kosmische Hintergrundstrahlung hatte, als sie rund eine Milliarde Jahre nach dem Urknall an jener Galaxie vorbeiflog. (Bild: MPIA-Grafikabteilung unter Benutzung von Daten der Planck-Mission der ESA; kleines Bild: D. Riechers, Universität zu Köln)
Weiter in der Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie:
https://www.raumfahrer.net/temperatur-des-universums-weniger-als-eine-milliarde-jahre-nach-urknall/ (https://www.raumfahrer.net/temperatur-des-universums-weniger-als-eine-milliarde-jahre-nach-urknall/)
Viele Grüße
James
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Und noch eine Mitteilung zum selbigen Thema:
"Die frühe Abkühlung unseres Universums
Der Schatten einer kosmischen Wasserwolke zeigt die Temperatur des jungen Universums. Eine Pressemeldung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie, Bonn.
(https://media.raumfahrer.net/upload/2023/10/31/20231031084709-f70b28c8.jpg)
Der kosmische Mikrowellenhintergrund (links) wurde 380.000 Jahre nach dem Urknall freigesetzt und dient als Hintergrund für alle Galaxien im Universum. Die Starburst-Galaxie HFLS3 (Mitte) ist in eine Wolke aus kaltem Wasserdampf eingebettet und wird 880 Millionen Jahre nach dem Urknall beobachtet. Wegen seiner niedrigen Temperatur wirft das Wasser einen dunklen Schatten auf den Mikrowellenhintergrund (Ausschnittvergrößerung links), welcher einen etwa 10.000-fach stärkeren Kontrast darstellt als seine intrinsischen Schwankungen von nur 0,001% (helle/dunkle Flecken). (Teleskopbild: IRAM/MPIA; Galaxienabbildung: ESA; Mikrowellen-Hintergrundbild: ESA & Planck- Kollaboration; Ausschnittvergrößerung: Dominik Riechers, Universität zu Köln; Bildkomposition: Martina Markus, Universität zu Köln.)
Weiter in der Information der Pressemeldung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie, Bonn:
https://www.raumfahrer.net/die-fruehe-abkuehlung-unseres-universums/ (https://www.raumfahrer.net/die-fruehe-abkuehlung-unseres-universums/)
Viele Grüße
James