Wie sieht die großräumige Struktur des Universums aus? Erklären Sie, warum wir glauben, dass diese Struktur die Dichtemuster des frühen Universums widerspiegelt.

Antworten:

Dies ist eine brillante Frage, aber die Antwort ist nicht einfach (ich verstehe etwas davon!)

Erläuterung:

Im Wesentlichen denken Astronomen, dass die Struktur des Universums auf der größten Skala einem Schaum ähnelt (seltsam, oder?). Es scheint, dass es Filamente und Galaxienblätter in 3D gibt, die riesige Hohlräume umgeben.

Die Beweise dafür liefern Experimente und theoretische Berechnungen, die scheinbar hervorragend zusammenpassen. Schauen Sie sich diese beiden an, die erste ist eine Simulation, die zweite ist eine Karte:

Entnommen von: http://www.astronomynotes.com/galaxy/s9.htm der Kerl gibt an, dass sein Material urheberrechtlich geschützt ist … hoffe, dass dies keine Verletzung darstellt

Und die Karte

Entnommen aus:

Es gibt viele Diskussionen darüber, warum dies so ist, aber die führenden Befürworter scheinen überzeugt zu sein, dass ein Modell des Universums, das als LCDM bezeichnet wird (für "lambda cold dark matter", glaube ich), im Wesentlichen richtig ist.

Dies besagt, dass die derzeitigen Strukturen, die wir beobachten, auf die Quantenfluktuationen zurückzuführen sind, die in den ersten Spänen einer Nanosekunde nach dem Urknall vorhanden sind, und in der darauf folgenden sehr kurzen Zeitspanne auf relativ große Größen "aufgeblasen" wurden. Dies impliziert, dass die gleiche Art von Dichteschwankungen (oder Abdrücke dieser Schwankungen) in der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMBR) sichtbar sind oder sein sollten. Die jüngsten Daten des 2013 eingeführten Planck-Satelliten scheinen dies zu bestätigen (sehr versucht, hier einen Vergleich von COBE-, WMAP- und Planck-Daten aufzunehmen, sollte sich jedoch selbst einschränken.)

Sie haben es gesehen. Hier ein Bild der Daten, die vom Zentrum für theoretische Kosmologie der Universität Cambridge (http://www.ctc.cam.ac.uk/news/130322_newsitem.php) entnommen wurden.

Die Idee ist, dass etwas kühlere Teile des CMBR (wir sprechen einen Teil von 10.000, glaube ich) Partikel enthielten, die sich bewegten leicht langsamer, so hatte die Schwerkraft eine größere Chance, sie in Strukturen zu binden, die später Sterne und Galaxien werden würden.

Leicht wärmere Teile, im obigen Bild orange und rot gefärbt, wurden zu den Hohlräumen, die wir jetzt sehen, weil das thermische Zittern der Partikel bedeutete, dass sie weniger wahrscheinlich durch Anziehungskraft der Schwerkraft gebunden waren.

Tut mir leid, wenn die Antwort sehr lang ist, wird irgendjemand irgendwo an diesen Punkt gelangen und hoffentlich weitere 28 Fragen durch den Kopf zischen. Wie gesagt, einfach ist es nicht, aber es ist erstaunlich.