M6 Kosmische Expansion und Dynamik im großen Maßstab

Thema

Das Schlüsselelement dieses Modells ist der Skalenfaktor des Universums: ein Maß dafür, wie stark sich die Abstände zwischen nicht gravitativ gebundenen Punkten im Laufe der Zeit vergrößert haben.

Dieser Skalenfaktor ist nicht immer gleichmäßig gewachsen. In den frühesten Epochen des Universums, die von Materie und Strahlung dominiert wurden, verlangsamte sich sein Wachstum, da die Dichte der Materie ihre eigene Gravitationswirkung mit zunehmendem Volumen des Universums abschwächt. Dunkle Energie hingegen wird nicht auf dieselbe Weise verdünnt wie Materie, wenn sich das Universum ausdehnt. So kommt es in der kosmischen Geschichte zu einem relativ jungen Zeitpunkt, an dem die Dichte der dunklen Energie, die zuvor im Vergleich zur Materie gering war, die Dichte der Materie selbst übersteigt. Von diesem Zeitpunkt an verlangsamt sich die Expansion des Universums nicht mehr, sondern beschleunigt sich – ein Regimewechsel, der bis heute andauert und sich voraussichtlich auch in Zukunft fortsetzen wird. Ausgehend vom Skalenfaktor, mit dem dieses Dokument beginnt, bis zur Beschleunigung, mit der es endet, über die durch die Materie in den frühen Epochen bedingte Bremsung und den Wendepunkt, an dem die dunkle Energie schließlich dominiert, bedeutet die kosmische Expansion, dass die Wachstumsrate des Universums keine feste Größe ist, sondern das sich ständig verändernde Ergebnis davon, welche Komponente in jeder Epoche die Dynamik dieses Universums dominiert.

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