Das WMAP-Satelliten-Team der NASA veröffentlichte neue Daten zum kosmischen Mikrowellenhintergrund und seinen winzigen Anisotropien, mit denen theoretische Modelle über das frühe Universum noch stärker eingeschränkt werden können und die erstmals auch unabhängige Aussagen über Anzahl und Massen von Neutrinos erlauben.
Die jetzt publizierten Ergebnisse basieren auf einer 5jährige Datennahme und einer entsprechend detailreichen Datenanalyse und stellen einen weiteren Höhepunkt in der Vermessung des kosmischen 3K-Hintergrundes dar, nachdem bereits die 1-Jahres und die 3-Jahres-Daten jeweils einen beträchtlichen Schub für Kosmologie und Teilchenastrophysik gebracht hatten.
Diese Daten zeigen einerseits ein Bild der winzigen Fluktuationen in der Ursuppe aus Strahlung und Materie zum Zeitpunkt, als sich erstere von letzterer entkoppelte und im Laufe der Expansion des Universums von tausenden Grad Kelvin auf unter 3 Kelvin abkühlte. Dabei wurde eben auch ein Bild des frühen Universums im Alter von etwa 380.000 Jahren nach dem Urknall eingefroren. (Obiges Bild anklicken für ein komplettes Panoramabild in galaktischen Koordinaten, bei dem gelbe Farben kleine Überdichten und blaue Farben Unterdichten bezeichnen.)
Die genaue Analyse dieser Fluktuationen erlaubt eine enorme Zahl von Rückschlüssen auf die Dynamik des frühen Universums sowie die Festlegung von kosmologischen Kenngrößen für das Standardmodell der Kosmologie. Das Alter des Universums ergibt sich z.B. mit einer Genauigkeit besser als 1% zu 13,7 Milliarden Jahren, und auch die Zusammensetzung sowohl des frühen Universums zum Zeitpunkt der Entkoppelung von Strahlung und Materie als auch des gegenwärtigen Universums lässt sich ziemlich präzise quantifizieren.
Neu an den 5-Jahres-Daten ist, dass auch über die Neutrinos ziemlich stringente Aussagen gemacht werden können: Durch die verbesserte Vermessung des dritten Peaks im Power-Spektrum
schließt das WMAP-Team auf eine obere Grenze für die Summe der Massen aller Neutrinos von lediglich 0,61 eV - ein Wert, der weit unter dem liegt, was zur Zeit durch direkte Messungen erreichbar ist. Darüberhinaus findet WMAP, dass die Anzahl von Neutrino-Spezies 4.4 ± 1.5 sei, was gut zur Zahl 3 an bekannten Neutrino-Gattungen passt - aber auch mehr Neutrinos nicht ausschließt (die aber dann Nicht-Standard-Wechselwirkungen haben müssten, weil sie sonst bei den LEP-Experimenten am CERN "gesehen" worden wären).
Für die Kosmologen von besonderem Interesse ist, dass die neuen WMAP-Daten die Modelle der kosmologischen Inflation weiter einschränken. So konnte z.B. eine obere Schranke für den Beitrag zur Temperaturanisotropie von primordialen Gravitationswellen von 20% abgeleitet werden, die einige Kandidaten für Inflationsmodelle ausschließt.
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Das WMAP Archiv
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