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Dichteparameter

Aus AnthroWiki

Die Dichteparameter Ω(+Index) geben in der Kosmologie die Verteilung der Gesamtdichte des Universums auf verschiedene Materie- und Energieformen an. Sie bestimmen die Geometrie und die Entwicklung des Universums, insbesondere den zeitlichen Verlauf seiner Expansion.

Definition

Die tatsächliche mittlere Dichte ρ (Masse pro Volumeneinheit) wird durch die kritische Dichte ρc geteilt, so dass man eine dimensionslose Größe

Ωtot=ρρc.

erhält. Der Index tot für total kennzeichnet die Gesamtdichte, die sich aus der Dichte von Materie und Energie zusammensetzt. Die kritische Dichte ist gerade die Dichte, bei der das Universum flach ist:

ρc=3H028πG8,51027kgm3.

Dabei ist

Im Allgemeinen verändern sich die Dichteparameter mit der Zeit. Eine Ausnahme ist der exakte Wert Ωtot=1. Meist werden die Werte der Dichteparameter zum jetzigen Zeitpunkt angegeben.

Einfluss auf die Geometrie des Universums

mögliche Geometrien des Universums in Abhängigkeit von der gesamten Materie- und Energiedichte, hier als Ω0 bezeichnet

Die räumliche Geometrie des Universums wird durch die gesamte Materie- und Energiedichte Ωtot bestimmt:

Gesamtdichte Geometrie
Ωtot>1 sphärisch
Ωtot=1 flach
Ωtot<1 hyperbolisch

Die Dichteparameter können sehr genau durch die Beobachtung von Temperaturfluktuationen der kosmologischen Hintergrundstrahlung und andere astronomische Beobachtungen bestimmt werden. Die derzeitigen Messungen (insbesondere durch die WMAP- und Planck-Satelliten) ergeben im Rahmen des Standard-Modells der Kosmologie (isotropes und homogenes Universum, Dynamik beschrieben durch die Friedmann-Gleichungen) für die Gesamtdichte des Universums

Ωtot=1,0005±0,0065 [1]

im Rahmen der Messgenauigkeit erscheint das Universum also flach.

Anteile an dieser Gesamtdichte:

Dabei ist

ρrad=8π5kB4T415c5h34,641031kg/m3

die Strahlungsdichte der Mikrowellenhintergrundstrahlung und T=2,725K ist die Temperatur der Hintergrundstrahlung, kB die Boltzmann-Konstante und h das Plancksche Wirkungsquantum.

Siehe auch

Literatur

Einzelnachweise

Dieser Artikel basiert auf einer für AnthroWiki adaptierten Fassung des Artikels Dichteparameter aus der freien Enzyklopädie de.wikipedia.org und steht unter der Lizenz Creative Commons Attribution/Share Alike. In Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.