D3 Kosmologische Allgemeine Relativitätstheorie

Thema

Das zentrale Element dieses Modells ist der Satellit, der die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung mit höchster Winkelauflösung und extrem hoher Empfindlichkeit am gesamten Himmel kartiert. Dies erreicht er durch die Kombination zweier unterschiedlicher Instrumente: ein Array von Radiometern für die niedrigsten Frequenzen und ein Array von Bolometern für die höchsten Frequenzen. Weit von der Erde entfernt scannt er den gesamten Himmel wiederholt.

Die von diesem Satelliten detektierten Anisotropien spiegeln die akustischen Schwingungen des Baryon-Photonen-Plasmas des frühen Universums wider, und sein Winkel-Leistungsspektrum bestimmt direkt die Parameter des Standardmodells der Kosmologie.

Das bemerkenswerteste Merkmal dieses Satelliten sind seine bolometrischen Detektoren, die durch ein mehrstufiges aktives Kühlsystem auf einen Bruchteil eines Grades über dem absoluten Nullpunkt gekühlt werden. Durch diese extreme Kühlung sinkt das thermische Rauschen des Detektors unter das Signal der kosmischen Hintergrundstrahlung, sodass Temperaturschwankungen von nur Millionstel Grad erfasst werden können. Die Kartierung des gesamten Himmels bei neun verschiedenen Frequenzen ermöglicht zudem die klare Trennung des kosmischen Signals von der durch unsere Galaxie verursachten Vordergrundstrahlung. Somit ergibt sich aus der kosmologischen allgemeinen Relativitätstheorie, dass ein einziger Satellit, der den gesamten Himmel wiederholt beobachtet, letztendlich die Parameter liefern wird, die das gesamte Universum beschreiben – von dem Satelliten, mit dem dieses Dokument beginnt, bis zur sauberen Signaltrennung, mit der es endet, unter Berücksichtigung der Anisotropien des Baryonen- und Photonenplasmas und der auf nahezu den absoluten Nullpunkt gekühlten bolometrischen Detektoren.

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