Handout

tialen aus Dunkler Materie hervorgegangen sein, welche ihren Ursprung in Quanten-
uktuationen zur Phase der Ination hatten. Dunkle Materie wechselwirkt nur gravitativ
mit Photonen und Baryonen und konnte deshalb diese Potentiale ausbilden.
Dementsprechend erwartete man auch Unterschiede (Anisotropien) in der Temperatur
der Strahlung. Diese blieben allerdings bis 1992 unentdeckt, da sie hauptsächlich
im µK-Bereich auftreten.
Da sich ähnliche physikalische Eekte auf vergleichbaren Skalen abspielen, ist eine
statistische Erfassung dieser Eekte sinnvoll. Hierbei wird die Korrelation C(r) der
Temperaturuktuationen von Punkten festen Abstands r vermessen. Dies ist gleichbedeutend
mit einem festen Winkelabstand θ. Da beim Messprozess sozusagen die
Innenseite einer Kugeloberäche betrachtet wird, ist es sinnvoll die Korrelationsfunktion
in Kugelächenfunktionen (Y lm ) zu zerlegen. Infolgedessen entspricht die
Winkelskala einer l-Skala mit dem Multipolindex l, wobei in etwa θ = 180◦ gilt. Die
l
Messergebnisse liefern dann das sogenannte Leistungsspektrum, in dem die Temperaturuktuationen
über der Multipolordnung aufgetragen werden. Dieses zeigt eine
nach rechts immer kleiner werdende Winkelskala. Verdeutlicht wird dies durch die
immer exakteren Aufnahmen der Hintergrundstrahlung. Der Trennpfeil bei l=90 entspricht
einem Winkel von 2 ◦ und macht deutlich, dass nur Gebiete, welche wir heute
unter einem kleineren Winkelabstand beobachten zum Zeitpunkt der Rekombination
in kausalen Zusammenhang gestanden haben können. Dies ist auf die Endlichkeit
der Lichtgeschwindigkeit zurückzuführen.
Abbildung 3: Das Leistungsspektrum
Auf groÿen Skalen kommt hauptsächlich der Sachs-Wolfe-Eekt zum Tragen. Dieser
beschreibt den Eekt der gravitativen Rotverschiebung. Photonen aus Gebieten
gröÿerer Massendichte verlieren beim Entkommen aus diesen Potentialtöpfen mehr
Energie als Photonen aus Gebieten kleinerer Massendichte. Dies wirkt sich gleicher-
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