Lambda-CDM-Modell – Enzyklopädie

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Die Evolution des Universums und seiner Horizonte (ΩR = 0,00005, ΩM = 0,317, ΩΛ = 0,683, ΩMΛ = 1):
Particle Horizon, Event Horizon, Light Cone, Hubble Radius.

Das ΛCDM-Modell bzw. Lambda-CDM-Modell ist ein kosmologisches Modell, das mit wenigen – in der Grundform sechs – Parametern die Entwicklung des Universums seit dem Urknall beschreibt. Da es das einfachste Modell ist, das in guter Übereinstimmung mit kosmologischen Messungen ist, wird es auch als Standardmodell der Kosmologie bezeichnet.

Der griechische Buchstabe Lambda (Λ) steht dabei für die kosmologische Konstante, CDM für cold dark matter (kalte dunkle Materie).

Das Lambda-CDM-Modell ist in guter Übereinstimmung mit den drei wichtigsten Klassen von Beobachtungen, die uns Aufschluss über das frühe Universum geben:

  • der Vermessung der Anisotropie der Hintergrundstrahlung,
  • der Bestimmung der Ausdehnungsgeschwindigkeit und ihrer zeitlichen Veränderung durch Beobachtung von Supernovae in fernen Galaxien und
  • den Daten über Superstrukturen im Kosmos.

Das Universum wird dabei als global flach (ungekrümmt) angenommen, die Energieanteile relativ zur kritischen Dichte sind dann auch relativ zur tatsächlichen Gesamtenergiedichte und der relative Anteil der dunklen Energie ergibt sich zu (69,1 ± 0,6) %. Die heutige Gesamtenergiedichte ist 8,62 · 10−27 kg/m3, die Rotverschiebung z, die dem Zeitalter der Reionisierung entspricht, beträgt 11,37. Das Alter des Universums wird zu 13,8 Mrd. Jahren bestimmt.

Die sechs Parameter des ΛCDM-Modells
Größe Betrag Beschreibung
H0{displaystyle H_{0}} (67,8±0,9)kms−1Mpc−1{displaystyle (67{,}8pm 0{,}9);mathrm {km} ,mathrm {s} ^{-1}mathrm {Mpc} ^{-1}}  Hubble-Konstante
Ωb{displaystyle Omega _{b}} 0,044±0,0017{displaystyle 0{,}044pm 0{,}0017} Anteil der baryonischen Materie an der Gesamt-Energiedichte (inkl. dunkler Materie und dunkler Energie)
Ωm{displaystyle Omega _{m}} 0,308±0,012{displaystyle 0{,}308pm 0{,}012}  Gesamtanteil der (baryonischen und dunklen) Materie an der Gesamt-Energiedichte (inkl. dunkler Energie)
0,30±0,04{displaystyle 0{,}30pm 0{,}04} 
0,267±0,019{displaystyle 0{,}267pm 0{,}019} 
τ{displaystyle tau } 0,066±0,016{displaystyle 0{,}066pm 0{,}016}  Optische Dicke bis zum Zeitalter der Reionisierung
As{displaystyle A_{s}} (2,215±0,13)⋅10−9{displaystyle (2{,}215pm 0{,}13)cdot 10^{-9}} Krümmungsfluktuationsamplitude der skalaren Komponente der ursprünglichen Schwankungen
ns{displaystyle n_{s}} 0,968±0,006{displaystyle 0{,}968pm 0{,}006}  spektraler Index der skalaren Komponente der ursprünglichen Schwankungen

Literatur

  • David N. Spergel u. a. (WMAP collaboration): Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) three year results: implications for cosmology.
  • Rafael Rebolo u. a. (VSA collaboration): Cosmological parameter estimation using Very Small Array data out to l=1500. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Oxford 353.2004, Nr. 3, S. 747–759, arxiv:astro-ph/0402466. ISSN 0035-8711

Weblinks

  • Das kosmologische Standardmodell auf dem Prüfstand. (PDF) In: Spektrum der Wissenschaft, August 2010 (10 S.)
  • Planck 2013 results. XVI. Cosmological parameters: Planck Collaboration, März 2013 (69 S.) arxiv:1303.5076

Einzelnachweise

  1. Austin Joyce et al.: Beyond the Cosmological Standard Model. arxiv:1407.0059
  2. abcde Planck 2015 Results. XIII. Cosmological Parameters, arxiv:1502.01589v3.
  3. M. Tegmark u. a. (SDSS collaboration): Cosmological Parameters from SDSS and WMAP. In: Physical Review D, Melville 69, 2004, S. 103501, arxiv:astro-ph/0310723, ISSN 0556-2821
  4. David N. Spergel u. a. (WMAP collaboration): First year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) observations: determination of cosmological parameters. In: The astrophysical journal. Supplement series. Chicago 148.2003, S. 175, arxiv:astro-ph/0302209v3. ISSN 0067-0049

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