Hintergrundstrahlung

Die Hintergrundstrahlung, genauer kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung, ist eine das ganze Universum erfüllende isotrope Strahlung im Mikrowellenbereich, welche kurz nach dem Urknall entstanden ist. Sie hat eine herausragende Bedeutung für die physikalische Kosmologie und wird auch Drei-Kelvin-Strahlung (wegen der niedrigen Temperatur bzw. Energiedichte), engl. cosmic microwave background (CMB) – genannt.

Die kosmische Hintergrundstrahlung ist nicht zu verwechseln mit der Kosmischen Strahlung.

Falls der Urknall innerhalb unserer Welt als andauerndes produzierendes Ereignis erscheint, dann sollte dies in seiner Auswirkung und deren Herkunft nicht-lokalisierbar gleichermaßen im gesamten Weltraum stattfinden (insbesondere: eine fortdauernde konstante Zunahme oder Expansion primärer Zustandsgrößen des Weltraums, etwa der Ausdehnung, und der Masse oder entsprechenden Krümmung, also Äquivalenz beider oder Abgeschlossenheit, gemäß R ≈ cT , M ≈ c²/G R als kinematische und statische "Flachheit"). Zumindest in gewissen Aspekten sollte dies als Strahlung aus (photonen-ähnlichen) Gebilden der Wellenlänge der Größenordnung des Weltalls, und mit dieser zunehmend, erscheinen.

Unabhängig davon ist zu erwarten, daß zufällig entstehende virtuelle Photonen einer Wellenlänge der Größenordnung des Weltalls wegen der Rotverschiebung nicht, bzw. erst nach langen Zeitskalen der Dauer einer Schwingung oder des Weltalters sowie nur unter Rückgabe eines Teiles ihrer Energie, wieder verschwinden können. Bereits dass die Rotverschiebung mit der Grössenzunahme des Weltraums verbunden ist, deutet pauschal an, dass sie und eine staendige Entstehung seiner zu ihr proportionalen gesamten Energie entsprechend vieler virtueller Photonen mit Nichtrückgabe derselben Energie selbst im Falle ihres Verschwindens, ein Effekt ist wie sich uns eine dementsprechende Energiezunahme des Weltraums klassisch als Umverteilung darstellt.

Der Befund einer Rotverschiebung , und zwar jedenfalls in erster Näherung proportional zum Abstand von uns und dementsprechend auch zur Krümmung des Raumes, kann insgesamt als eine vergleichbare Zunahme der Energie des Raumes, nämlich etwa proportional zu seiner Ausdehnung, gedeutet werden. Denn zunächst einmal ist die Rotverschiebung eng mit der Expansion verbunden und gäbe es sie offenbar nicht ohne jener. Unabhängig der genauen Zusammenhänge oder Deutung, sollte die Größenordnung beider Effekte ähnlich sein. Selbst ohne globaler Energieerhaltung weder klassisch noch dem Modell nach, kann man erwarten, daß sekundär der globale Verlust der Strahlungsenergie eine größenordnungsmäßig ähliche Zunahme der Energie des gesamten Raumes bedeutet, während primär ständig neue Energie als Urknallstrahlung durch den für uns und überall ewig fortdauernd wirkenden Urknall erscheint.

Klassisch hat man verbleibende Energie, insbesondere als Strahlung, zu erwarten, wo vorhandene nicht vollständig verschwindet. Das ist etwa bei Emissions-Reabsorbtions-Prozessen der Fall, insoweit während einer Wellenlänge wesentliche Rotverschiebung auftritt, also z-1 ≈ v/c ≈ 1 , etwa bei Beschleunigungen der beteiligten Objekte und Beobachter zueinander von a = v/t ≈ c/t während t ≈ λ/c also λ = c²/a (Unruh- oder Hawking- Strahlung) . Die rein technischen Hintergründe wie virtuelle Teilchenpaare, Probekörper, oder sonstwie konkretisierte Bogenelemente oder Punkte kann man sich wegdenken für von überall her wirkende Ereignisse, Zeiten, Orte aller effektiv existierenden Räume der physikalischen Dimensionen und deren Transformationseigenschaften auf den Beobachter je nach gleich- oder ungleichförmigem Verlauf zwischen dessen Ereigniszahl, Zeit, Ort in jenen, einschließlich der Art ihrer Interprätation wie etwa Beschleunigung oder Resistenz gegen Fall. Die Beobachtern ständig neu erscheinenden Informationen oder Strahlung durch den Urknall, könnten formal als eine durch ihn dargestellte Assymetrie der Wirkung und nicht gleichförmige Bewegung jener gedeutet werden.

Solche Strahlung der Wellenlänge der Größe der Welt ist also klassisch prinzipiell zu erwarten, die wegen der relevanten Expansion während einer Schwingung nicht mehr verschwindet und mit der Größenordnung des Weltalls langwelliger wird, zudem ständig neue hinzukommt, indeß nur mit allergrößten Strukturen der Materie wechselwirkt also nur sehr langsam absorbiert wird, und daher insgesamt zunehmend mehr und mehr Energie ansammelt. Demnach muß die Energie des Weltraums ständig zunehmen, egal ob unmittelbar als solche Strahlung erzeugt, oder mittelbar als Erscheinung seiner Fortentwicklung einschließlich Größenzunahme seiner Dimensionen, wie den Raum der sie dann mit seiner Ausdehnung zunehmend haben und dafür lebenslänglich ausgeliehen bekommen muß. Auch aus dieser Sichtweise stellt dies einen dem Urknall einschliesslich seiner dauerhaften Fortwirkung zueigenen Effekt dar.

Es gibt verschiedene Hinweise darauf, daß im gesamten Weltraum pro Elementarzeit etwa eine Elementarenergie solcher Strahlung entsteht. Dem entspricht:

• Der Weltraum ist in jeder Hinsicht flach; die Expansion und Abgeschlossenheit des Raumes etwa wird nicht durch die Gravitation sondern durch die Ausbreitung der Wirkung bestimmt .
• Größenordnungsmäßig soviel Energie wie die des Weltraums ist bereits durch solche Strahlung entstanden, und wird zu größtem Teil weiterhin durch sie repräsentiert
• Durchschnittlich entsteht pro Elementarzeit, pro Elementarlänge jeder Richtung des Raumes ein solches Gebilde, also mindestens ein Ereignis mit einer neuen Information welche das Gebilde individuiert. Nämlich die neue Elementarenergie pro Elementarzeit wird repräsentiert durch in so viele sehr niedrigenergetische Gebilde, wieviele Elementarlängen sie Wellenlänge haben also das Weltall Ausdehnung hat. Die gesamte Anzahl solcher Informationen ist größenordnungsmäßig das Weltalter in Elementarzeiten mal die Ausdehnung in Elementarlängen also Oberfläche in Elementarflächen.
• Dadurch werden selbst der "leere" Raum und die Zeit dynamisch, Oberflächen statisch, in einem durch die Elementareinheiten vorgegebenen mittleren Abstand und im Aspekt der betreffenden Dimension, durch Ereignisse konkretisiert und individuiert (effektiv und unterscheidbar gemacht), durch sukzessive Bewirkung entsprechend vieler derart dicht verteilter neuer Informationen und ihrerseitiger Fortwirkung . Die erste Strecke beispielsweise durch zwei nicht direkt kausal sondern über ihre Eltern zusammengehörige Ereignisse, die mit ihrem Verhältnis zur Zeit ein Teil der Eigenschaften der Raumzeit festlegen, können wir ersatzweise als erstes derartiges Gebilde ansehen.
• Die Verhältnisse der Elementareinheiten verschiedener Dimensionen entsprechen Koeffizienten zwischen ihren Räumen in den Zustandsgleichungen, also die Ereignis- den Längendichten, zueinander. Die mittlere Häufigkeit der spontan entstehenden Gebilde und Ereignisse durch die Urknall-Strahlung etwa entspricht einer für uns universell gültigen Längendichte c²/G = M/R = m_pl/l_pl die jeder selbst "leere" Raum inne hat, woraus sich darin später u.a. Strukturen wie Materie bilden können
• Die meisten dieser Folgen wie universelle Längendichten, gelten auch für den Grenzfall eines flachen unendlichen Weltraums; andere dagegen nicht, wie etwa Raumdichten deren beobachteter Wert auf die Größe des Weltraums schließen läßt

Andere Lexika

• Wikipedia

Literatur

• Gerhard Börner, Matthias Bartelmann: Astronomen entziffern das Buch der Schöpfung. In: Physik in unserer Zeit. Wiley 33.2002,3, ISSN 0031-9252, S. 114–120.
• G.D. Starkman, D.J. Schwarz: Missklänge im Universum. In: Spektrum der Wissenschaft. Heidelberg 2005, 12, ISSN 0170-2971, S. 30ff.
• Marc Lachièze-Rey, Edgard Gunzig: The cosmological background radiation. Cambridge Univ. Press, Cambridge 1999, ISBN 0-521-57437-4.

Weblinks

Fehler beim Erstellen des Vorschaubildes: Datei fehlt Commons: Kosmische Hintergrundstrahlung – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• {{{2}}} aus der Fernseh-Sendereihe alpha-Centauri

• Der Kosmische Mikrowellenhintergrund und seine Anisotropien
• NASA Satelliten (Cobe, WMAP)