Silk-Dämpfung


Silk-Dämpfung

Die Silk-Dämpfung (engl. Silk Damping) ist ein Effekt, der die Materiekondensation bei kleinen Schwankungen der Strahlungsdichte während des Urknalls dämpfte, da die Eigengravitation nicht ausreicht, um eine Materieansammlung zu bilden. Durch die Silk-Dämpfung wird die Bildung kleinerer Materieansammlungen unterbunden, während große Materieansammlungen aufgrund der hohen Eigengravitation kollabieren können.

Grund ist der während der sogenannten Rekombination stattfindende Prozess, bei dem Photonen von Orten hoher Materiedichte zu Orten geringerer Dichte diffundieren und dabei Baryonen transportieren. Photonen erreichen dabei eine große freie Weglänge und somit wird letztlich Masse aus der Materienansammlung transportiert. Die Silk-Dämpfung führte zu einer Homogenisierung der kosmischen Hintergrundstrahlung. Der Effekt wurde von Joseph Silk 1968 erstmals beschrieben.

Das Vorhandensein der Silk-Dämpfung motiviert (unter anderem) die Annahme nicht baryonischer Dunkler Materie. Gäbe es keine Dunkle Materie, so sollte die kosmische Hintergrundstrahlung keine Fluktuationen auf kleinen Skalen aufweisen. Fluktuationen in der gemessenen Temperatur entsprechen (Zustandsgleichung) einer Dichteschwankung im Baryonen-Photonen-Gas des Universums. Diese können aufgrund der Silkdämpfung aber nicht existieren. Nun werden aber Fluktuationen in der Hintergrundstrahlung nachgewiesen, sie können aber nicht aus dem Klumpen baryonischer Materie stammen. Stattdessen nimmt man an, dass die Dunkle Materie, die nicht mit Strahlung wechselwirkt, die Dichtefluktuationen (=Temperaturfluktuationen) verursacht hat.

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