Physik Astrophysik – Kosmologie
Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was untersucht die Kosmologie als Teilgebiet der Astrophysik? · Was besagt d…
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14 KartenWas untersucht die Kosmologie als Teilgebiet der Astrophysik?
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Kosmologie erforscht Herkunft, Struktur, Entwicklung und das endgültige Schicksal des gesamten Universums auf größtmöglichen Skalen.
Was besagt das kosmologische Prinzip?
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Das Universum ist auf großen Skalen homogen (gleichmäßig) und isotrop (richtungsunabhängig) – es gibt keine bevorzugten Orte oder Richtungen.
Welche Beobachtung führte Edwin Hubble 1929 zur Expansionsentdeckung?
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Licht ferner Galaxien zeigt eine Rotverschiebung proportional zu ihrer Entfernung – das Hubble-Gesetz v = H₀·d.
Was beschreibt die Rotverschiebung z in der Kosmologie?
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z = (λ_beobachtet - λ_emitiert) / λ_emitiert; sie misst die Streckung der Wellenlänge durch die Raumerweiterung seit der Lichtemission.
Was sind die Friedmann-Gleichungen?
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Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen für ein homogen-isotropes Universum; sie verbinden Expansionsrate, Materiedichte, Krümmung und kosmologische Konstante.
Was versteht man unter der kritischen Dichte ρ_c?
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Die Dichte, bei der das Universum räumlich flach ist (k=0); ρ_c = 3H²/(8πG) ≈ 9·10⁻²⁷ kg/m³ heute.
Welche drei Geometrien erlaubt das FLRW-Modell für den Raum?
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Positive Krümmung (k=+1, geschlossen), null Krümmung (k=0, flach), negative Krümmung (k=-1, offen) – abhängig von Ω = ρ/ρ_c.
Was ist die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB)?
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Thermische Strahlung vom Rekombinationszeitpunkt (z≈1100), heute mit 2,725 K Peak im Mikrowellenbereich – starker Beleg für den heißen Urknall.
Welche Informationen liefert das CMB-Leistungsspektrum?
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Akustische Peaks bestimmen Geometrie (flach), Baryonendichte, Dunkle-Materie-Dichte und Anfangsfluktuationen – Säulen des Lambda-CDM-Modells.
Was postuliert die Inflationstheorie?
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Eine extrem kurze Phase exponentieller Expansion (≈10⁻³² s) löst Horizont-, Flachheits- und Monopol-Probleme und liefert Quantenfluktuationen als Keime für Strukturen.
Was ist Dunkle Materie und welchen Anteil hat sie an Ω_m?
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Nicht-baryonische, gravitativ wechselwirkende Materie (≈85 % der Materie, Ω_dm≈0,26); erklärt Galaxienrotationskurven, Gravitationslinsen und Strukturbildung.
Was ist Dunkle Energie und welche Rolle spielt Λ (Lambda)?
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Komponente mit negativem Druck (w≈-1), treibt beschleunigte Expansion an; Λ ist die einfachste Form (kosmologische Konstante), Ω_Λ≈0,69 heute.
Was beschreibt das Lambda-CDM-Standardmodell?
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Flaches Universum (Ω=1) mit Kalter Dunkler Materie (CDM) und kosmologischer Konstante Λ; sechs Parameter erklären CMB, Supernovae, Baryonische Akustische Oszillationen.
Wie wird das Alter des Universums im Lambda-CDM-Modell bestimmt?
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Integration der Friedmann-Gleichung vom Urknall bis heute ergibt t₀ ≈ 13,8 Milliarden Jahre für H₀≈67 km/s/Mpc, Ω_m≈0,31, Ω_Λ≈0,69.