M7 Inflation und Strukturbildung

Thema

Das zentrale Element dieses Modells ist das primordiale Störungsfeld und dessen anschließendes Wachstum.

Die kosmische Inflation ist eine sehr kurze Phase beschleunigter exponentieller Expansion im frühen Universum. Diese Expansion erklärt in einem einzigen Schritt die Flachheit des Universums, seine Homogenität und den Quantenursprung der Keime, aus denen später alle beobachteten Strukturen hervorgingen. Eine minimale Anzahl von Zyklen dieser exponentiellen Expansion stellt sicher, dass das gesamte heute beobachtbare Universum in den durch die Inflation selbst erzeugten Horizont passt.

Das von dieser Inflation hinterlassene primordiale Leistungsspektrum ist nahezu flach, jedoch leicht zu größeren Skalen hin geneigt: Größere Störungen weisen eine nur geringfügig größere Amplitude auf als kleinere.

Der Wachstumsfaktor beschreibt, wie diese Dichtestörungen, die bereits in der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung vorhanden sind, durch die Gravitation selbst verstärkt werden, bis sie die heute beobachteten Strukturen bilden. Während der materiedominierten Ära schreitet dieses Wachstum proportional zum Skalenfaktor des Universums voran.

Die Korrelationsfunktion und das Leistungsspektrum sind zwei statistische Zwei-Punkt-Methoden, die in großflächigen Galaxiendurchmusterungen verwendet werden, um die aktuelle Materieverteilung im Universum zu messen.

Die Gesamtamplitude dieser Dichteschwankungen offenbart jedoch eine anhaltende Diskrepanz zwischen dem aus der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung abgeleiteten Wert und dem direkt mittels schwacher Gravitationslinsen gemessenen Wert – eine Diskrepanz, die zwischen zwei ansonsten konsistenten Methoden ungelöst bleibt. Vom ursprünglichen Störungsfeld, mit dem diese Arbeit beginnt, bis zur ungelösten Diskrepanz am Ende, die die kosmische Inflation, das ursprüngliche Leistungsspektrum und den Wachstumsfaktor umfasst, bedeutet die Entstehung von Strukturen, dass dieselben Störungen, die aus einem sehr kurzen Quantenereignis hervorgehen, letztendlich die gesamte Struktur der heute beobachteten Galaxien bilden, obwohl zwei unabhängige Methoden hinsichtlich ihrer exakten Amplitude noch immer nicht vollständig übereinstimmen.

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