Das Universum des Planck-Weltraumteleskops

Plancks Universum: Das Bild des Universums wird klarer

Nach demCOBE-Satellitim November 1989 ins Leben gerufen,WMAPIm Juni 2001 übernahm die im Mai 2009 gestartete Planck-Sonde die Aufgabe, die Geschichte des Universums mit immer feinerer Auflösung zu erklären.

Das Universum enthält per Definition alles, was existiert, einschließlich der Raumzeit, es hat also keinen „Rand“. Tatsächlich würde die Existenz einer Kante bedeuten, dass wir uns jenseits dieser Kante nicht mehr im Universum befinden würden. Werden wir diese beobachtbare Grenze überschreiten?

Die beobachtbare Grenze ist ein „Radioflüstern“, das von den verschiedenen Satelliten im elektromagnetischen Spektrum bei 2,7 K (-270 °C) erfasst wird. Es zeigt uns die Restfluktuationen unseres Universums und implizit die Materieklumpen, aus denen Galaxien, Sterne und alles, was wir heute sehen, entstanden sind. Dank der fossilen elektromagnetischen Strahlung oder des Himmelshintergrunds, der 1965 zufällig von Arno Allan Penzias und Robert Woodrow Wilson entdeckt wurde, können wir unsere Vergangenheit sehen.

Ralph Alpher(1921-2007) undRobert Hermann(1914-1997) unterstützt vonGeorge Gamow(1904-1968), sagte 1948 die Existenz der Strahlung des Urknalls voraus. DERfossile Strahlungist eine natürliche Niedertemperatur-Mikrowellenstrahlung, die aus allen Richtungen des Kosmos auf die Erdoberfläche trifft. Es wird so genannt, weil es den Hintergrund für alle punktuellen Radioquellen bildet, die von Radioteleskopen entdeckt wurden.

Diese Reststrahlung vom Boden des Himmels wurde nicht bei der Geburt des Universums emittiert, sondern in dem Moment, als das Universum von einem undurchsichtigen Zustand in einen transparenten, also leuchtenden Zustand überging. Bevor das Universum unsichtbar war, bestand es nicht aus Materie (Neutronen und Protonen), sondern aus einer Suppe aus Quarks und Gluonen.

380.000 Jahre nach dem Urknall begann sich das Licht erstmals frei zu bewegen. Das Licht des gigantischen Feuerballs, der dem Urknall folgte, kühlte langsam ab und wurde 13 Milliarden Jahre später zu einem Hintergrund aus Mikrowellen. L'Beobachtbares Universumenthält ca. 7x10²²Sterne, verteilt auf etwa 10¹¹Galaxien, die ihrerseits in Galaxienhaufen und Superhaufen organisiert sind. Die Zahl der Galaxien könnte sogar noch größer sein. Aus diesem Grund verwenden Kosmologen häufig den Begriff beobachtbares Universum.

NB: dieUrknall-Modellspricht für die Existenz einer sehr kurzen Phase kosmischer Inflation, in der das Universum jedoch extrem schnell gewachsen wäre. Von dort aus wurden die meisten materiellen Teilchen im Universum bei hohen Temperaturen erzeugt und lösten die Emission einer großen Lichtmenge aus, die als kosmischer Mikrowellenhintergrund bezeichnet wird. Diese Strahlung wird heute von Raumsonden mit großer Präzision beobachtet.

Plancks Universum: seine Ursprünge, seine Zukunft und seine Bestandteile

Licht breitet sich nicht mit unendlicher Geschwindigkeit aus, daher stammen die Beobachtungen, die wir machen, aus der Vergangenheit.

Wenn wir immer weiter wegschauen, sehen wir Objekte, wie sie in der Vergangenheit immer näher am Urknall waren.

Hier ist die beste Aufnahme, die jemals vom beobachtbaren Universum gezeigt wurde (März 2013). Diese Karte zeigt das älteste strahlende kosmische Leuchtfeuer in unserem Universum. Der Planck-Mission ist es zu verdanken, dass diese Spur der ersten kosmischen Objekte so präzise entdeckt werden konnte.

Das alte Licht (kosmischer Mikrowellenhintergrund) wurde auf dieser Karte abgedruckt, als das Universum erst 380.000 Jahre alt war. Das Bild zeigt winzige Temperaturschwankungen, die Regionen mit leicht unterschiedlicher Dichte entsprechen, die jeweils die Keime der gesamten Struktur des zukünftigen Universums darstellen – der Sterne und Galaxien von heute.

Durch die Analyse der Lichtmuster auf dieser Karte haben Wissenschaftler unser Wissen über das Universum, seine Ursprünge, seine Zukunft und seine Grundbestandteile verfeinert. Wissenschaftler haben diese Darstellung von sämtlichem Licht befreit, das von umgebenden Galaxien und unserer eigenen Milchstraße emittiert wird.

Planck ermöglichte es, ein genaueres Alter unseres Universums (13,8 Milliarden Jahre) festzulegen, das etwas älter ist als das von WMAP (13,75 Milliarden Jahre). Auch seine Zusammensetzung wurde verfeinert, das stimmt4,8 % gewöhnliches Material(Atome),25,8 % Dunkle Materieund von69,4 % dunkle Energie.

Die gigantischen Daten, die Planck sammelt, werden die Forscher viele Jahre lang beschäftigen und uns sicherlich weitere Geheimnisse über die Entstehung der Materie enthüllen. Am 3. Juli 2009 erreichte Planck den Lagrange-Punkt L2 und wurde auf eine Flugbahn namens Lissajous-Umlaufbahn gebracht. L2 liegt 1,492 Millionen km von der Erde entfernt gegenüber der Sonne. Der Satellit sollte sich langsamer drehen als die Erde, da die Gravitationskraft der Sonne schwächer ist, aber das Gravitationsfeld der Erde beschleunigt ihn tendenziell. Am Punkt L2 dreht sich das Objekt mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Erde um die Sonne.

Hinweis: Die ersten Lichter des beobachtbaren Universums, die von der Planck-Mission gesehen wurden (März 2013). Dieses Bild stellt Spuren der ersten Momente der Schöpfung etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall dar. Die europäischen, kanadischen und amerikanischen Astrophysiker der Mission analysierten gemeinsam den enormen Datenstrom des Planck-Weltraumteleskops. Planck beobachtet und misst Temperaturschwankungen des Mikrowellenhintergrunds mit viel höherer Empfindlichkeit, besserer Winkelauflösung und über einen größeren Frequenzbereich als alle früheren Observatorien.