Marianne Korner

Programm Entdeckung Eigenschaften Vermessung durch Satelliten

CMB = Cosmic Microwave Background Mikrowellen: cm m Bereich

1) Entdeckung Arno Penzias und Robert Wilson Radioastronomen 1964 / 65 Entdeckung 1978 Nobelpreis

Untersuchung über Radiowellen aus der Ebene der Milchstraße mögliche Ursachen für Rauschen Messung bei = 7,35 cm beträchtliches Rauschen, unabhängig von Tageszeit Jahreszeit Galaxie Richtung

Intensität des Rauschens + Wellenlänge des Rauschens Äquivalenttemperatur 2,5 K < T < 4,5 K Woher? Alle Körper mit einer Temperatur, die ungleich 0 K ist, erzeugen wegen der thermischen Bewegung der Elektronen ein Radiorauschen.

frühere Ansätze aus der Kosmologie Friedmann (1922) Lemaître (1927) Gamow (1946) Alpher, Herman (1949) Hayashi (1950) Seldowitsch (1964) Hoyle, Taler (1964) Peebles, Dicke, Wilkinson (1964) Penzias, Wilson (1964)

Quelle: Weinberg (1977) Penzias (re) und Wilson (li) vor Radioteleskop in Holmdel, New Jersey

Quelle: Weinberg (1977) Das Holmdel Teleskop in den Bell Telephone Laboratories von innen. Penzias kniend, dahinter Wilson

Quelle: Weinberg (1977); Radioantenne in Princeton: Wilkinson (re), Roll (verdeckt)

2) Entstehung und Eigenschaften Universum ist undurchsichtig: mittl. freie Zeit für Photon << charakteristische Expansionszeit im Universum Universum im Gleichgewichtszustand zwischen Materie und Strahlung Universum hat begrenzte Erinnerung an Anfangszeit CMB liefert erst Infos ab Strahlungs-Materie- Entkopplung ( a, T = 4000 K)

Universum im thermischen Gleichgewicht Schwarzer Körper, emittiert charakteristische Strahlung (Black Body Radiation) Max Planck, Dezember 1900 Nobelpreis 1918

Quelle: http//kva.se

Quelle: Bergmann Schäfer

erdgebundene Messungen hohe Berge Ballons Schwierigkeiten Charakteristik der Black Body Radiation kann nicht gezeigt werden dh. schwierig zu entscheiden, ob Strahlung aus Big-Bang-Szenario kommt nur bestimmte Richtungen möglich

Satellitenmessungen COBE (Cosmic Background Explorer): 1989 WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe): 2001 COBE maß perfektes Spektrum eines Schwarzen Strahlers bei T = 2,735 K

Quelle: http//kva.se

CMB bestes Black Body Spektrum, wenn man Dipolanisotropie durch Sonnenbewegung herausrechnet heute: Präzisionsmessungen Kosmologie wird zur exakten Wissenschaft absolute Temperatur des CMB ist einer der am bestem bekannten Parameter im Universum

1974 startet die NASA das COBE Projekt, Leiter: John Matter George Smoot: intrumentelle Ausstattung zur derAnisotropien 1986: Space Shuttle Katastrophe 1989, 18. November: Start 2006 Nobelpreis an Matter & Smoot

Anisotropien im CMB Größenordnung T / T in 70er-Jahren T / T er-Jahre, unter Berücksichtigung der Dunklen Materie große experimentelle Herausforderung John Matter, George Smoot (NASA) Nobelpreis 2006

Anknüpfungen für die Schule Themenbereich Mensch und Natur spricht viele SchülerInnen an Kompetenzmodell: H2: Untersuchen, Bearbeiten, Interpretieren Anforderungsniveau III (?) kontextorientiert: zB Anknüpfung an aktuelles Ereignis

Quellen: Weinberg, Steven (1977), The first three Minutes, Basic Book Inc., New York Seite der Königlichen Schwedischen Akademie der Wissenschaften The-Nobel-Prize-in-Physics-2006/The-Nobel-Prize-in-Physics-2006/, Müller-Krumbhaar H., Wagner H-F: (Hrsg) (2000),...und er würfelt doch, Wiley-VCH Verlag, Berlin Bergmann, Schäfer, (1997), Lehrbuch der Experimentalphysik, Bd 8, Sterne und Weltraum, de Gruyter, Berlin