Beobachtungskosmologie

Die Beobachtungskosmologie ist ein Teilzweig der Astrophysik , der die Kosmologie mit Kommentaren untersucht. Ziel ist es, die physikalischen Größen zu messen, die mit kosmologischen Parametern verbunden sind .

Obwohl seine Ursprünge auf die ersten Beobachtungen des Kosmos zurückgehen , wurde die Beobachtungskosmologie ab den 1920er Jahren zu einem spezifischen wissenschaftlichen Gebiet. Ihre Hauptanalyseobjekte waren die Beobachtungsgrenzen des Universums , von unendlich klein bis unendlich groß , und die Struktur und Dynamik des letzteren.

Die Beobachtungskosmologie hat es im Laufe der Zeit ermöglicht, die relevantesten kosmologischen Modelle auszuwählen und zu verfeinern, um das Standardmodell der Kosmologie zu entwickeln . Heutzutage stimmt das ΛCDM-Modell am besten mit den Ergebnissen der Beobachtungskosmologie überein.

Geschichte

Obwohl es immer Beobachtungen des Kosmos gegeben hat , wurde der Begriff "Beobachtungskosmologie" in den späten 1920er Jahren systematisch verwendet , als Edwin Hubble seine Erkenntnisse über Größe, Struktur und Ort der Dynamik des Universums mitteilte . Hubbles Arbeiten, die zwischen 1923 und 1934 durchgeführt wurden, verschieben die Grenzen des Kosmos, der damals mehr oder weniger auf unsere Galaxie beschränkt war , indem sie die Existenz anderer Galaxien bestätigen . Die Beobachtungen des amerikanischen Astronomen zeigen auch eine Rotverschiebung der meisten Galaxien, eine Verschiebung proportional zu ihrer Entfernung, die zur Entdeckung der Expansion des Universums führt . Schließlich zeigt Hubble Mitte der 1930er Jahre, dass die Verteilung der Galaxien homogen und isotrop ist , was zu einem der ersten Beobachtungsbeweise für das kosmologische Prinzip führt . Die meisten kosmologischen Modelle basieren dann auf dem metrischen Typ Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW).

Entdeckung des kosmologischen diffusen Hintergrunds

Ein weiterer großer Durchbruch in der Beobachtungskosmologie kommt 30 Jahre später, 1965, als Arno Allan Penzias und Robert Woodrow Wilson , Wissenschaftler der Bell Laboratories , versehentlich das CMB ( Cosmic Microwave Background CMB) entdeckten, eine elektromagnetische Mikrowellenstrahlung aus allen Richtungen des Himmel. Diese Strahlung wurde von der Urknalltheorie seit Ende der 1940er Jahre vorhergesagt und ihre Entdeckung überzeugte die wissenschaftliche Gemeinschaft , dieses kosmologische Modell zu übernehmen.

Im folgenden Jahrzehnt beobachteten die Forscher zum ersten Mal die Sunyaev-Zel'dovich Wirkung , so dass eine bessere Erkennung von Galaxienhaufen sowie elektroschwachen Vereinheitlichung , die für die Idee der Vereinigung von Hoch experimentelle Unterstützung bereitgestellt Energiekräfte und dass nach zum Big Bang - Modell hat sich das Universum durch verschiedene Epochen gegangen durch die Entkopplung der markierten fundamentalen Wechselwirkungen .

Zu Beginn der 1980er Jahre veranlasste die Beobachtung von Rotationskurven von Galaxien die Forscher, kosmologische Modelle mit dunkler Materie zu betrachten . Sie legen somit insbesondere die Modelle heiße dunkle Materie ( heiße dunkle Materie , HDM), warme und kalte ( kalte dunkle Materie , CDM) fest. 1992 führte die Beobachtung von Schwankungen des CMB durch COBE dazu, dass CDM-Modelle gegenüber HDM-Modellen bevorzugt wurden. Während des Jahrzehnts wurden mehrere Modelle mit kalter dunkler Materie untersucht, darunter SCDM , LCDM und OCDM .

Hubble Deep Fields

„Meiner Meinung nach gehören die Hubble Deep Fields zu den Bildern, die bisher den größten Einfluss auf die Beobachtungskosmologie hatten. Diese beeindruckenden Bilder tauchen uns in das Herz der Tiefen von Raum und Zeit ein. Sie ermöglichten es den Astronomen, die ersten Stadien der Entstehung von Galaxien vor mehr als 10 Milliarden Jahren zu sehen. Sie sind eines der wertvollsten Erbstücke des Hubble-Weltraumteleskops. ""

-  Stefano Cristiani  (en) , Die Hubble Deep Fields

Entdeckung der Beschleunigung der Expansion des Universums

Am Ende des Jahrzehnts bestätigten Experimente mit Supernovae , die von zwei internationalen Teams durchgeführt wurden, dem Supernova Cosmology Project unter der Leitung von Saul Perlmutter und dem High-Z-Supernovae-Suchteam unter der Leitung von Adam Riess, dass sich die Expansion des Universums beschleunigt. Dieser Befund führt dazu, dass das kosmologische Modell ΛCDM gegenüber SCDM bevorzugt wird . Ab 2003 haben die Beobachtungen von WMAP sowie die Beobachtungen der großen Strukturen des Universums das ΛCDM-Modell als das beste kosmologische Modell etabliert.

Forschungsobjekte

Die Hauptobjekte der Beobachtungskosmologie sind die Beobachtungsgrenzen des Universums sowie dessen Struktur und Dynamik. Es erstreckt sich also von unendlich klein mit dem Studium der Elementarteilchen bis zu unendlich groß mit dem kosmologisch diffusen Hintergrund . Es integriert auch das Inventar und die Verteilung der Materie im Universum, deren Größe und deren Ausdehnung .

Platz

Kosmologischer diffuser Fonds

Strukturen

„Meiner Meinung nach gehören die Hubble Deep Fields zu den Bildern, die bisher den größten Einfluss auf die Beobachtungskosmologie hatten. Diese beeindruckenden Bilder tauchen uns in das Herz der Tiefen von Raum und Zeit ein. Sie ermöglichten es den Astronomen, die ersten Stadien der Entstehung von Galaxien vor mehr als 10 Milliarden Jahren zu sehen. Sie sind eines der wertvollsten Erbstücke des Hubble-Weltraumteleskops. ""

-  Stefano Cristiani  (en) , Die Hubble Deep Fields

Materie und Energie

Arten von Instrumenten

Forschungsteams für Beobachtungskosmologie

Anmerkungen und Referenzen

  1. (in) "  Meiner Ansicht nach sind die Hubble Deep Fields Rezensionen einiger der Bilder, die den größten Einfluss auf die Beobachtungskosmologie hatten. Diese beeindruckenden Einbrüche in die Tiefen von Raum und Zeit haben es Astronomen ermöglicht, einen Blick auf die ersten Schritte der Galaxienbildung vor mehr als 10 Milliarden Jahren zu werfen, und sind ohne Zweifel einige der großen Hinterlassenschaften des Hubble-Weltraumteleskops.  ""
  2. (in) "  Meiner Ansicht nach sind die Hubble Deep Fields Rezensionen einiger der Bilder, die den größten Einfluss auf die Beobachtungskosmologie hatten. Diese beeindruckenden Einbrüche in die Tiefen von Raum und Zeit haben es Astronomen ermöglicht, einen Blick auf die ersten Schritte der Galaxienbildung vor mehr als 10 Milliarden Jahren zu werfen, und sind ohne Zweifel einige der großen Hinterlassenschaften des Hubble-Weltraumteleskops.  ""
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Literaturverzeichnis

Dokument zum Schreiben des Artikels : Dokument, das als Quelle für diesen Artikel verwendet wird.