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Der klingende Kosmos
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Kurs Kosmologie,
Kosmologie
Schallwellen und Strukturbildung im frühen Kosmos
- The Sound of Cosmic Evolution
- A short introduction to the following pages
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Hintergrundstrahlung bei verschiedenen Wellenlängen
- In diesem Film wird gezeigt, wie die üblichen ovalen Karten vom Himmelshintergrund entstehen und wie man bei verschiedenen Wellenlängen den kosmischen Hintergrund sieht. Am Schluss wird gezeigt, wie durch Kontrastverstärkung die bekannten Strukturen der 3 K - Strahlung sichtbar werden.
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Strukturen in der kosmischen Hintergrundstrahlung
- Abweichungen um ca. 10 Mikrokelvin bei T = 2,725 K --- Die Strukturen zeigen Momentaufnahmen von Schallstrukturen, die man als ersten Ton in der Sounddatei hört. -- Oben: Messungen durch COBE 1989---Unten: Messungen durch WMAP 2003 (Auflösung 0,2 Grad)
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Die erste Millionen Jahre
- Ausgehend von der Struktur von Schallschwingungen im heißen Urknallgas (3 K - Strahlung, siehe Bild) wird die Strukturbildung durch Modelle simuliert. Die einzelnen Bereiche schwingen mit immer tieferer Frequenz (Expansion), es treten aber auch durch die Bildung kleinerer Strukturen hohe Frequenzen auf. Nach 1 Millionen Jahre ist die Dichte für Schallschwingungen zu gering. --- Sounddatei ---
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Die erste Millionen Jahre
- Sound und Bild (anklicken): Man erkennt die Frequenzabnahme durch die Expansion
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Raumkrümmung und Strukturwahrnehmung
- Ein negativ gekrümmter, offener Raum wirkt wie eine Zerstreuungslinse, ein flacher Raum wie ein Quader und ein positiv gekrümmter, geschlossener Raum wie eine Sammellinse (die Strukturen erscheinen uns vergrößert). Diese Unterschiede hört man auch an den Tonfolgen der Schallwellen. The top panel shows the fine-scale pattern of temperature fluctuations measured by the ballon instrument BOOMERANG. Below are simulated patterns that take into account the expected angular size of these fluctuations in closed, flat an open cosmologies. The best match is with a flat Universe (centre).
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Raumkrümmung
- In unterschiedlich gekrümmten Räumen (erst offen, dann flach, dann geschlossen) hören sich die Schallschwingungen unterschiedlich an. ---Sounddatei---
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Der Einfluss der Raumgeometrie auf die Strukturen
- In diesem Film wird gezeigt, wie unterschiedliche Raumgeometrien sich auf die Größe der beobachteten Strukturen der kosmischen Hitnergrundstrahlung auswirken. Alles spricht für einen euklidischen, flachen Raum.
- Millenium - Simulation der kosmischen Entwicklung
- Ausgehend von den Strukturen der kosmischen Hitnergrundstrahlung ist es gelungen die Entwicklung der Dunklen Materie (und damit auch der 0,5% leuchtende Materie, also Galaxien) zu simulieren
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Quantenfluktuationen und Strukturen
- Der Film zeigt, wie sich aus den Quantenfluktuationen beim Urknall die heutigen Strukturen gebildet haben könnten.
