kosmologie

Kosmologie ist die Wissenschaft von Struktur, Ursprung, Entwicklung und dem Schicksal des Universums als Ganzem. Sie verbindet Beobachtungen mit theoretischen Modellen, um großräumige Phänomene zu erklären. Kosmologie unterscheidet sich von Teilgebieten der Astronomie durch ihren Fokus auf den gesamten Kosmos, seine Geschichte und die grundlegenden Gesetze, die ihn regieren.

Historisch reichen kosmologische Überlegungen von antiken Modellen bis zur modernen Physik. In der Moderne führte die Entdeckung der Galaxienentfernung und der Universumsexpansion durch Edwin Hubble zu dem Bild eines sich ausdehnenden Universums. Die Allgemeine Relativitätstheorie lieferte die mathematischen Werkzeuge; die kosmologische Konstante wurde eingeführt, später mit Dunkler Energie verknüpft. Die Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung bestätigte das Big-Bang-Modell.

Das heutige Standardmodell der Kosmologie ist Lambda-CDM, basierend auf Allgemeiner Relativitätstheorie, FLRW-Metrik, einer kosmischen Inflationsphase, Dunkler Energie (Λ) und Dunkler Materie (CDM). Trotz guter Übereinstimmung mit Beobachtungen bleiben Grundlagen wie Natur der Dunklen Materie, Dunkler Energie und der Beginn der Inflationsphase offen.

Zu den zentralen Beobachtungen gehören die Rotverschiebung entfernten Galaxien (Hubble-Law), Supernovae Typ Ia als Standardkerzen, die kosmische Hintergrundstrahlung, baryonische Akustische Oszillationen, Gravitationslinsen und Gravitationswellen. Diese Messungen liefern Alter, Größe, Expansionsrate und die Anteile von Materie und Energie im Universum.

Aktuelle Fragen betreffen die H0-Messunsicherheit, die Zusammensetzung von Dunkler Materie und Dunkler Energie, mögliche Abweichungen von der Flachheit des Universums sowie die Zukunft des Kosmos.