Überrest aus der Zeit des Urknalls Miriam Meier Physikalisches Proseminar 2014 Universität Bielefeld 28.05.2014
Übersicht 1 Geschichte 2 Theorie 3 Messungen 4 COBE 5 Anisotropie 6 Weiterführendes
Geschichtliches I[1] 1900 - Theorien zur Strahlung & Verbreitung - Diskussion über Struktur - Spekulation über Stabilität
Geschichtliches I[1] 1900 - Theorien zur Strahlung & Verbreitung - Diskussion über Struktur - Spekulation über Stabilität 1922 - Willem de Sitter & Alexander Friedmann Theorie: Universum muss expandieren oder zusammenfallen
Geschichtliches I[1] 1900 - Theorien zur Strahlung & Verbreitung - Diskussion über Struktur - Spekulation über Stabilität 1922 - Willem de Sitter & Alexander Friedmann Theorie: Universum muss expandieren oder zusammenfallen 1920er - Edwin Hubble Universum expandiert - Fluchtgeschwindigkeit - Etablierung Urknallmodell
Geschichtliches I[1] 1900 - Theorien zur Strahlung & Verbreitung - Diskussion über Struktur - Spekulation über Stabilität 1922 - Willem de Sitter & Alexander Friedmann Theorie: Universum muss expandieren oder zusammenfallen 1920er - Edwin Hubble Universum expandiert - Fluchtgeschwindigkeit - Etablierung Urknallmodell 1960er - Untersuchung des Himmels im Radiobereich
Geschichtliches I[1] 1900 - Theorien zur Strahlung & Verbreitung - Diskussion über Struktur - Spekulation über Stabilität 1922 - Willem de Sitter & Alexander Friedmann Theorie: Universum muss expandieren oder zusammenfallen 1920er - Edwin Hubble Universum expandiert - Fluchtgeschwindigkeit - Etablierung Urknallmodell 1960er - Untersuchung des Himmels im Radiobereich 1965 - Entdeckung Hintergrundstrahlung
Geschichtliches II[2] 1978 - Nobelpreis für Entdeckung für Arno Penzias & Robert Wilson
Geschichtliches II[2] 1978 - Nobelpreis für Entdeckung für Arno Penzias & Robert Wilson 1980er - COBE
Geschichtliches II[2] 1978 - Nobelpreis für Entdeckung für Arno Penzias & Robert Wilson 1980er - COBE 2006 - Nobelpreis für John Mather & George Smoot
Geschichtliches II[2] 1978 - Nobelpreis für Entdeckung für Arno Penzias & Robert Wilson 1980er - COBE 2006 - Nobelpreis für John Mather & George Smoot heute Universum groß und kühl
CMB[1][2] gesamtes Universum erfüllendes Strahlungsfeld
CMB[1][2] gesamtes Universum erfüllendes Strahlungsfeld Strahlung erscheint nahezu isotrop
CMB[1][2] gesamtes Universum erfüllendes Strahlungsfeld Strahlung erscheint nahezu isotrop geringfügige Dipolasymmetrie
CMB[1][2] gesamtes Universum erfüllendes Strahlungsfeld Strahlung erscheint nahezu isotrop geringfügige Dipolasymmetrie Standardmodell
CMB[1][2] gesamtes Universum erfüllendes Strahlungsfeld Strahlung erscheint nahezu isotrop geringfügige Dipolasymmetrie Standardmodell heißes Gas, Expansion
Penzias & Wilson Abb. 1: Arno Penzias[3] Abb. 2: Robert Wilson[4]
Penzias & Wilson rauscharme Hornantenne Abb. 3: Hornantenne[5]
Penzias & Wilson rauscharme Hornantenne isotrope, unpolarisierte Komponente Abb. 3: Hornantenne[5]
Penzias & Wilson rauscharme Hornantenne isotrope, unpolarisierte Komponente Bestätigung Abb. 3: Hornantenne[5]
Geschichte Theorie Messungen COBE Anisotropie Weiterfu hrendes Abb. 4: Aufbau Satellit [6] Physikalisches Proseminar 2014 Universita t Bielefeld
COsmic Background Explorer[14][7] 18.11.1989: Start von COBE Instrumentierung:
COsmic Background Explorer[14][7] 18.11.1989: Start von COBE Instrumentierung: DIRBE (Diffuse InfraRed Background Experiment)
COsmic Background Explorer[14][7] 18.11.1989: Start von COBE Instrumentierung: DIRBE (Diffuse InfraRed Background Experiment) DMR (Differential Microwave Radiometer)
COsmic Background Explorer[14][7] 18.11.1989: Start von COBE Instrumentierung: DIRBE (Diffuse InfraRed Background Experiment) DMR (Differential Microwave Radiometer) FIRAS (Far InfrRed Absolute Spectrophotometer)
COsmic Background Explorer[14][7] 18.11.1989: Start von COBE Instrumentierung: DIRBE (Diffuse InfraRed Background Experiment) DMR (Differential Microwave Radiometer) FIRAS (Far InfrRed Absolute Spectrophotometer) Dauer 4 Jahre
COsmic Background Explorer[14][7] 18.11.1989: Start von COBE Instrumentierung: DIRBE (Diffuse InfraRed Background Experiment) DMR (Differential Microwave Radiometer) FIRAS (Far InfrRed Absolute Spectrophotometer) Dauer 4 Jahre Nobelpreis 2006
Bahn und Orientierung polarer Orbit Abb. 5: Cobes Orbit[8]
Bahn und Orientierung polarer Orbit 900km Höhe Abb. 5: Cobes Orbit[8]
Bahn und Orientierung polarer Orbit 900km Höhe sonnensynchron Abb. 5: Cobes Orbit[8]
Bahn und Orientierung polarer Orbit 900km Höhe sonnensynchron wissenschaftliche Instrumente zeigen weg von Erde Abb. 5: Cobes Orbit[8]
Ziele der Messungen DMR Ziel: Suche nach Anisotropien des kosmischen Mikrowellenhintergrunds bei λ =3,3mm, λ =5,7mm und λ =9,5mm mit Winkelauflösung von 7
Ziele der Messungen DMR Ziel: Suche nach Anisotropien des kosmischen Mikrowellenhintergrunds bei λ =3,3mm, λ =5,7mm und λ =9,5mm mit Winkelauflösung von 7 FIRAS Ziel: spektrale Energieverteilung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds im Bereich λ = 0, 1... 10mm
Ziele der Messungen DMR Ziel: Suche nach Anisotropien des kosmischen Mikrowellenhintergrunds bei λ =3,3mm, λ =5,7mm und λ =9,5mm mit Winkelauflösung von 7 FIRAS Ziel: spektrale Energieverteilung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds im Bereich λ = 0, 1... 10mm DIRBE Ziel: Messung der absoluten Himmelshelligkeit in 10 Wellenlängenbereichen zwischen 1,25µm und 240µm
Ergebnisse[10] DMR: Abb. 6: Ergebnis DMR Messung[9]
Ergebnisse FIRAS: Abb. 7: Ergebnis FIRAS Messung[11]
Ergebnisse DIRBE: Abb. 8: Ergebnis DIRBE Messung[12]
Anisotropie[13] Dipolanisotropie der Temperaturverteilung (Blau- & Rotverschiebung)
Anisotropie[13] Dipolanisotropie der Temperaturverteilung (Blau- & Rotverschiebung) primäre und sekundäre Anisotropien
zukünftige Entwicklung[14] offenes, sich fortwährend ausdehnendes Universum
zukünftige Entwicklung[14] offenes, sich fortwährend ausdehnendes Universum sinken der Temperatur
zukünftige Entwicklung[14] offenes, sich fortwährend ausdehnendes Universum sinken der Temperatur Ende mit kaltem, dunklem, ewig expandierendem Kosmos
Quellen I http://www.spektrum.de/lexikon/physik/ hintergrundstrahlung/6740 [27.05.2014]. http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/ kosmologie/die-kosmische-hintergrundstrahlung/ [27.05.2014]. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/ laureates/1978/penzias-facts.html [27.05.2014]. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/ laureates/1978/wilson-facts.html [27.05.2014].
Quellen II http://commons.wikimedia.org/wiki/file: Bell_Labs_Horn_Antenna_Crawford_Hill_NJ.jpg [27.05.2014]. http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe/more_ images/cobeslide02.jpg [26.05.2014]. http: //en.wikipedia.org/wiki/cosmic_background_explorer [27.05.2014]. http://images.scholarpedia.org/w/images/b/b1/ CobeOrbit.gif [26.05.2014].
Quellen III http: //aether.lbl.gov/www/projects/cobe/apj1992b.jpg [26.05.2014]. http://www.igep.tu-bs.de/lehre/skripten/moderne_ physik_kosmologie/kosmologie1_blum.pdf [27.05.2014]. http://bustard.phys.nd.edu/phys171/lectures/ spectrum.gif [26.05.2014]. http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe/cobe_ images/e90_123.gif [26.05.2014]. http://de.wikipedia.org/wiki/hintergrundstrahlung [27.05.2014].
Quellen IV A. Unsöld and B. Baschek. Der neue Kosmos. Verlag Springer, 1981.