Kosmische Mikrowellen-

hintergrundstrahlung

Maryam Nikbakhti

11.12.2012

Im Zeitraum der Entstehung der Atome

Im ganzen Universum und auch noch heute vorhanden

Die Eigenschaften der von der Urknall-Theorie erwarteten Strahlung

1946 von Gamow als Überrest des Big Bangs

Ein Beleg für die Urknall-Theorie

Das elektromagnetische Spektrum

Referenz: http://www.scienceinschool.org/

Viktor Franz Hess, österr. Physiker

Eine hochionisierende Höhen-Strahlung extraterrestrischen Ursprungs.

Nobelpreis 1936: für die Entdeckung der kosmischen Strahlung

 

Der erste experimentelle Hinweis auf die Urknall-Theorie

1965 veröffentlicht

2 Physiker: Arno Penzias und Robert Woodrow Wilson

Vor dem Bell-Labor in NewjerseyQuelle: http://www.astrocentral.co.uk

Die Geschichte der Entdeckung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung:

Kalibration einer Mikrowellen-Antenne,

Störungen in dem Mikrowellenbereich,

Die Störungen in alle Richtungen

Die Störung von keiner bestimmten Richtung und von keinem bestimmten Ort der Erde

Von keinem bestimmten Himmelskörper

Die Gruppe der Physiker der Princeton Universität:

Vergleich der Berechnungen und Beobachungen

Die Störungen in der Mikrowellenantenne ein experimenteller Hinweis auf die Richtigkeit der U-T.

Penzias und Wilson->

Die Entdeckung der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung->

Nobelpreis 1978.

Die Entwickl-ung des Universu-ms nach dem Urknall, nach der Urknall theorie.

Was ist die kosmische Hintergrundstrahlung?

Anfänglich aus dem heißen Plasma aus dem Urknall

Im Zeitalter der Entstehung der Atome

Empfangen der freien Elektronen von den Atomen und die Stabilität der neutralen Atomen

Rekombination: Verbindung der Elektronen mit Protonen zu den Atomen

Freie Bewegung der Photonen und ihre Ausbreitung im ganzen Universum

Entkopplung der Strahlung und Materie

Beobachtung der KHS. heute, Beobachtung der Zeit, als das Universum nur 380000 Jahre alt

Das Universum heute 13,7 Milliarden Jahre alt

Photonen= gelbe Linien.

Das Universum plötzlich durchsicht-ig.

Mittels einer einfachen Fernseher-Antenne.

Den Antenne-Fernseher auf einen Kanal mit keinem Programm stellen

Beobachtung eines weißen Rauschens auf dem Bildschirm,

1% dieses weißen Rauschens verursacht von den Photonen der KHGS.

Die kosmische HGS zu Hause experimentieren:

Die beiden Gesetze der Wärmestrahlung:

Stefan-Boltzmann-Gesetz:

Mehr Aussendung der Strahlung jeder Quadratmeter Oberfläche eines heißeren Objekts als eines kühleren Objekts.

Das Wien´sche Verschiebungsgesetz:

Hohe Temperaturen, kürzeren Wellenlängen der hochfrequenten energiereichen Strahlung und umgekehrt.

Das thermische Strahlungsspektrum

Die Planck´sche Kurven:

Die Strahlung eines schwarzen Strahlers aus verschiedenen Wellenlängen

Durch die Planck´sche Strahlungsformel:

Welche Wellenlängen mit welcher Intensität in dem Spektrum eines schwarzen Strahlers.

Das Programm: die Darstellung der Planck´schen Kurven für verschiedene Temperaturen.

Die KMHGS, die Wärmestrahlung des Universums

Von der Hitze des Urknalls

Ein thermisches Strahlungsspektrum

Die Strahlung im Universum mit 380000 Jahre alt, 3000K-> die Oberfläche eines roten Riesen.

Damals sein Maximal im sichtbaren Bereich…~400- 780[nm].

Heute Das Universum um den Faktor 1000 ausgedehnt

Ihre Wellenlänge auch um denselben Faktor ausgedehnt…

Das Spektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung

Das Spektrum heute im [mm] Bereich und das Maximal bei circa. 1[mm]

Grob im Mikrowellenbereich

Überreinstimmung des heutigen Spektrums mit der Temperatur circa. nur 2,73K

Ein paar Grad über dem absoluten Nullpunkt.

In den frühen 1990er ein NASA-Satellit: Cosmic Background Explorer (COBE)

Überprüfung der Überlegungen zur KMHGS…

Eine exakte Übereinstimmung mit der theoretischen Kurve des Spektrums

Die Temperatur des Nachthimmels grobe 3 Grad über dem absoluten Nullpunkt.

COBE, die Messung der Temperatur der KMHGS in jeder Richtung

Die KMHGS überall extrem gleichförmig, also die Bedingungen im frühen Universum extrem gleichmäßig und ähnlich

Da das aber gegen die Urknall-Theorie,

Nach der UT, dichtere und weniger dichtere Gebiete im Universum

Die dichtere Gebiete = Bildung der Strukturen im heute beobachtbaren Universum und der Entstehung der Galaxien

Ergebnisse der NASA- Satelliten, COBE und WMAP

COBE: die Temperatur der KMHGS, nicht überall ganz gleich

Etwa 2,73K mit der Schwankung um 0,0001K

Die Bestätigung der Urknalltheorie.

In neuerer Zeit, der NASA-Satellite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) (vom 2001 bis 2010 im Betrieb)

2003 Erstellung einer Weltkarte der Verteilung der KMHGS

Darstellung der Temperaturvariationen der Strahlung

Auf der Karte: Das Aussehen des Universums im Zeitalter der Entstehung der Atome

Damals schon Verdichtungen im Universum.

Anziehung der Materie in die Zentren der dichteren Gebiete anhand größerer Gravitation

Die hellere Bereiche heißer.

Astronomie, die kosmische Perspektive, 5te aktualisierte Auflage,

Jeffrey Bennett, Megan Donahue, Nicholas Schneider, Mark Voit. Herausgegeben von Harald Lesch.

http://www.scienceinschool.org/

http://www.astrocentral.co.uk

Referenzen

Danke für die Aufmerksamkeit