kosmische Hintergrundstrahlung

kọsmische Hintergrundstrahlung,

 

Drei-Kẹlvin-Strahlung, 3-K-Strahlung, eine das gesamte Weltall gleichmäßig erfüllende elektromagnetische Strahlung, deren Intensität und spektrale Zusammensetzung der Strahlung eines schwarzen Körpers der Temperatur von 2,726 K (also rd. 3 K) entspricht. Die kosmische Hintergrundstrahlung ist (nahezu) isotrop, unpolarisiert und zeitlich konstant. Das Maximum der Energieverteilung liegt bei einer Wellenlänge von 1,1 mm. Weil die kosmische Hintergrundstrahlung aus allen Richtungen mit der gleichen Intensität auf die Erde einfällt, kann ihre Entstehung nicht an irgendwelche Körper im Weltall gebunden sein.

 

Im Rahmen der Kosmologie wird die kosmische Hintergrundstrahlung gedeutet als Reststrahlung aus einem frühen Entwicklungszustand, dem »Feuerballzustand« des Weltalls mit extrem hoher Strahlungsdichte (Urknall), durch dessen Expansion die Strahlungsdichte (und damit die Temperatur) auf den gegenwärtigen Wert sank. Aufgrund einer geringen scheinbaren Anisotropie der kosmischen Hintergrundstrahlung lässt sich die Bewegung der Sonne um das galaktische Zentrum relativ zur Gesamtheit der Photonen der kosmischen Hintergrundstrahlung nachweisen. Die Bewegung des Milchstraßensystems mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 km/s relativ zum Photonenmeer der k. H. bewirkt eine weitere scheinbare Anisotropie, und zwar eine geringe Erhöhung ihres Strahlungsstroms in Richtung zum Sternbild Löwe und eine Erniedrigung in der Gegenrichtung gegenüber dem Mittel über den gesamten Himmel. Zusätzlich wurden v. a. vom Satelliten COBE in Himmelsbereichen mit einer Winkelausdehnung kleiner als etwa 20º Temperaturabweichungen von bis zu etwa 6 · 10^-6 K gegenüber dem großräumigen Mittelwert gemessen, was als Hinweis auf die flache (euklidische) Struktur des Raumes angesehen wird. Sie gehen vermutlich auf Quantenfluktuationen im Weltall unmittelbar nach dem Urknall zurück.

 

Die Existenz einer kosmischen Hintergrundstrahlung wurde 1948 von G. Gamow aufgrund der Urknalltheorie vorausgesagt; 1964/65 von A. A. Penzias und R. W. Wilson entdeckt.