Die 3K - Kosmischen Hintergrundstrahlung

Diese Kugel stellt einen absoluten Bezugsrahmen (nicht im relativistischen Sinne!) für uns dar, d.h.
u.a. wir haben eine messbare Geschwindigkeit bezüglich dieser Kugel.
Das zweite Bild der Hintergrundstrahlung unten, aufgenommen vom Satellit COBE zeigt eine deutliche
Dipolcharakteristik. Sie wird durch eben diese Relativbewegung der Erde verursacht.
In der Multipolentwicklung ist dies der Term mit l=1.
Die Messungen von RELIKT, FIRAS und DMR ergaben einen Dipolwert von ∆T Dipol = 3,343 ± 0,024
mK.
Die Richtung wird durch die galaktischen Koordinaten l=264,4° und b= 48,4° angegeben.
Daraus ergibt sich eine Geschwindigkeit der Erde bezüglich der Oberfläche der letzten Streuung von
v=365 km/s.
Da man die Geschwindigkeiten der Erde bezüglich der Sonne, der Sonne bezüglich unserer Galaxie,
unserer Galaxie bezüglich der Lokalen Gruppe kennt oder abschätzen kann, ergibt sich damit ein Wert
für die Geschwindigkeit der Lokalen Gruppe bezüglich der Hintergrundstrahlung von v= 627 km/s.
Zieht man nun diesen Dipolbeitrag von den gemessenen Daten ab, so ergibt sich das dritte der
unteren Bilder.
Hier sind jetzt noch Quellen unserer Galaxie zu sehen. Wenn man auch diese abzieht, sieht der
Hintergrund so aus wie im vierten Bild.
Das erste der Bilder soll nur die exakte Übereinstimmung mit einem Planck-Spektrum verdeutlichen.
3.3. Intrinsische Fluktuationen in der CMBR:
3.3.1. Sachs-Wolfe – Effekt:
Dieser Effekt ist der dominante Effekt auf großen Winkelskalen und kommt von Potential-Störungen δφ
(Gravitationspotential) während der Phase des „last scattering“.
Diese haben zwei Folgen:
1) die Photonen müssen aus einen Potentialwall entkommen, und sind daher rotverschoben.
δT/T =δφ /c 2
2) es entstehen Zeitdilatationen an der Oberfläche des „last scattering“, so dass wir auf ein jüngeres
(und heißeres) Universum zu schauen scheinen. δt/t =δφ /c 2
Nun ist der Skalenfaktor a ∝ t 2/3 und a ∝ T -1 . Daraus folgt: δT/T =-(2/3)δφ /c 2
Insgesamt also δT/T =(1/3)δφ /c 2
3.3.2. Doppler – Effekt:
Natürlich kann das Plasma zur Zeit der „last scattering“ auch eine Eigenbewegung gehabt haben. Dies
hätte eine Dopplereffekt zu Folge:
δT/T =δv *r/c
3.3.3. Gravitationswellen vs. Dichteschwankungen: Polarisation der CMBR
Akustische Schwingungen im frühen Universum:
Vor der Rekombinationszeit hatten sich in der (angenommenen) Dunklen Materie (WIMPs) erste,
schwach ausgeprägte Massenkonzentrationen gebildet. Durch die Gravitation folgte das Baryonen –
Photonen Plasma dieser Kondensation.
Dieser Konzentration aufgrund der Gravitation stand der Strahlungsdruck der Photonen gegenüber,
durch den die Plasmawolken wieder auseinander getrieben wurden.
Das führte zu Schwingungen des Plasmas.
Wie wir schon gesehen haben, führen aber Bewegungen in der Zeit der Rekombination zu Rot- bzw.
Blauverschiebungen in der Hintergrundstrahlung. Diese müssten also zu messen sein. Die
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