Neulich präsentierte die NASA einen Bericht über die ersten fünf Jahre der WMAP-Mission, die die grundlegendsten Eigenschaften des Universums untersucht.
Die WMAP-Sonde blickt irgendwo in die unvorstellbaren Weiten des Weltalls
Das Hauptziel des WMAP-Projekts spiegelt sich in seinem Namen wider: „the study of microwave anisotropy“(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Der Mikrowellenhintergrund ist die Reliktstrahlung aus der Zeit des Urknalls. Seine Existenz gilt als einer der wichtigsten Beweise für diese populäre Hypothese vom Ursprung des Universums. Seine Verteilung über die gesamte Himmelskugel ist nahezu gleichmäßig, und feinste Inhomogenitäten sprechen für eine Reihe besonderer Eigenschaften unseres Universums. 2006 wurde der Nobelpreis für Physik (Nobel Ripples) für die Untersuchung dieser Inhomogenitäten verliehen.
„Wir leben in einer bemerkenswerten Zeit“, sagt der Astrophysiker Gary Hinshaw, „wir sind die erste Generation von Menschen in der Geschichte, die so weit in die Ferne und Vergangenheit unseres Universums reicht.“Tatsächlich erlaubt die WMAP-Mission durch die Untersuchung der Reliktstrahlung Rückschlüsse auf die allerersten Stadien der Existenz und Entwicklung der Welt.13,7 Milliarden Jahre lang verlor diese Strahlung ihre ursprüngliche Energie, und heute erscheint sie vor uns in einem ziemlich energiearmen – Mikrowellen-Teil des Spektrums.
Wissenschaftler, die in den letzten 5 Jahren an der WMAP-Mission beteiligt waren, haben kürzlich eine Zusammenfassung der geleisteten Arbeit veröffentlicht. Drei waren ihrer Meinung nach die wertvollsten in der ganzen Fundsammlung:
• Neue Beweise dafür, dass sich kosmische Neutrinos frei im Universum bewegen.
• Eindeutiger Beweis dafür, dass die Bildung der ersten Generation von Sternen aus Nebeln über 500 Millionen Jahre gedauert hat.
• Entdeckung neuer Grenzen der Expansionsrate des jungen Universums - in den ersten Billionstelsekunden nach seinem Erscheinen.
Jetzt in Ordnung.
Neutrinos sind praktisch masselose subatomare Teilchen, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch das Universum rasen. Sie sind so schnell und klein, dass Millionen von ihnen jede Sekunde frei durch uns hindurchfliegen – was ihre Erkennung erschwert. Ihre Existenz wurde theoretisch vorhergesagt, aber es stellte sich als äußerst schwierig heraus, diese Berechnungen in der Praxis zu bestätigen. Selbst durch ein Stück Blei von der Größe unseres gesamten Sonnensystems fliegen Neutrinos ungehindert. WMAP war jedoch in der Lage, Spuren des „kosmischen Neutrino-Hintergrunds“mit einer Zuverlässigkeit von 99,5 % zu registrieren, die aus den frühesten Stadien der Existenz des Universums stammten, als es noch viel mehr dieser Teilchen darin gab.
Nach den von der Mission erh altenen Daten können wir schließen, dass das Universum im Alter von etwa 380.000 Jahren zu 10 % aus ihnen bestand. Gleichzeitig enthielt es 12 % gewöhnliche Materieatome, 63 % dunkle Materie und 15 % Photonen. Zum Vergleich: Heute besteht das Universum zu 4,6 % aus gewöhnlicher Materie, zu 23 % aus dunkler Materie, zu 72 % aus dunkler Energie, und die Zahl der Neutrinos übersteigt nicht 1 %. Da sie im jungen Universum in so großer Menge vorhanden waren, hatten Neutrinos einen spürbaren Einfluss auf seine Entwicklung. Dieser Einfluss beeinflusste wiederum auch die Eigenschaften der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die von WMAP erfasst wird.
Die zweite wichtige Schlussfolgerung, die Wissenschaftler auf der Grundlage der ersten 5 Jahre der Mission gezogen haben, ist die Zeit der Entstehung der ersten Generation von Sternen - die Zeit des Endes des "dunklen Zeit alters", in der es gab Es gab keine Koryphäen im Universum, und alles war mit elektronischem Nebel gefüllt. (Übrigens, eine dieser ersten Galaxien wurde vor nicht allzu langer Zeit entdeckt: „Hallo aus dem ‚dunklen Zeit alter‘.“) im Universum für die nächsten halben Milliarde Jahre.
Schließlich betrifft die dritte Entdeckung für Wissenschaftler die allerersten Stadien der Existenz des Universums. WMAP ermöglichte uns den Blick in die erste Billionstelsekunde - während der Zeit der sogenannten "Inflation", der beschleunigten Expansion. Dank der WMAP-Forschung wurden mehrere Hypothesen zu diesem kritischen Schritt verworfen und andere weiter bestätigt.
Weitere Einzelheiten zur CMB-Forschung finden Sie im Artikel „Der Schrei des neugeborenen Universums“.
