M1 Expansion des Universums

Thema

Das zentrale Element dieses Modells ist die Expansionsrate des Universums. Das Hubble-Lemaître-Gesetz besagt, dass sich Galaxien mit zunehmender Entfernung von uns entfernen. Je weiter entfernt eine Galaxie ist, desto schneller entfernt sie sich.

Diese Expansionsrate war jedoch nicht immer konstant in der kosmischen Geschichte. In den von Materie dominierten Epochen wuchs der Skalenfaktor des Universums immer langsamer, da die Expansion zu jedem Zeitpunkt proportional geringer ausfiel als zum vorherigen. Heute, da die Dunkle Energie dominiert, wächst dieser Skalenfaktor jedoch immer schneller: Die stetig steigende Expansionsrate führt zu einem noch schnelleren Wachstum des Skalenfaktors, und dieses schnellere Wachstum wiederum beschleunigt die Expansionsrate weiter – eine Expansion, die sich schließlich selbst verstärkt.

Die Tatsache, dass der Verzögerungsparameter heute ein negatives Vorzeichen aufweist, bestätigt direkt, dass sich die Expansionsrate des Universums aktuell in einer beschleunigten Phase befindet und nicht mehr in der vorangegangenen Verzögerungsphase.

Die anhaltende Diskrepanz zwischen der lokal gemessenen Expansionsrate und der aus der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung abgeleiteten Rate, bekannt als Hubble-Spannung, zählt heute zu den meistdiskutierten offenen Fragen der gesamten Kosmologie. Von der Expansionsrate des Universums, mit der dieses Dokument beginnt, bis zur Hubble-Spannung am Ende, über die Verzögerung in den materiedominierten Epochen und die heute vorherrschende Rückkopplungsbeschleunigung hinweg, bedeutet die Expansionsrate des Universums, dass eine einzige Zahl – seine Wachstumsrate – die gesamte Geschichte des Kosmos zusammenfasst und bis heute eine der größten offenen Fragen darstellt.

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