Lambda-CDM-Modell

Das ΛCDM-Modell bzw. Lambda-CDM-Modell ist ein kosmologisches Modell, das mit wenigen – in der Grundform sechs – Parametern die Entwicklung des Universums seit dem Urknall beschreibt.

Lambda (Λ) steht dabei für die kosmologische Konstante, CDM für cold dark matter (kalte dunkle Materie).

Das Lambda-CDM-Modell ist in guter Übereinstimmung mit den drei wichtigsten Klassen von Beobachtungen, die uns Aufschluss über das frühe Universum geben: Der Vermessung der Anisotropie der Hintergrundstrahlung, der Bestimmung der Ausdehnungsgeschwindigkeit und ihrer zeitlichen Veränderung durch Beobachtung von Supernovae in fernen Galaxien und der Daten über Superstrukturen im Kosmos.

Die sechs Parameter des ΛCDM-Modells

Größe	Betrag	Beschreibung
H0	$70{,}4^{+1.3}_{-1.4}$ km s-1 Mpc-1	Hubble-Konstante
Ωb	$4{,}44^{+0{,}42}_{-0{,}35}\%$	Anteil baryonischer, d.h. "normaler" Materie, relativ zur kritischen Dichte
Ωm	$26{,}6^{+2{,}5}_{-4{,}0}\%$	Gesamtanteil der Materie, d.h. inklusive der dunklen, relativ zur kritischen Dichte
τ	$0{,}079^{+0{,}029}_{-0{,}032}$	Optische Dicke bis zum Zeitalter der Reionisierung
As	$0{,}813^{+0{,}042}_{-0{,}052}$	Amplitude der skalaren Komponente der ursprünglichen Schwankungen
ns	$0{,}948^{+0{,}015}_{-0{,}018}$	spektraler Index der skalaren Komponente der ursprünglichen Schwankungen

Das Universum wird dabei als global flach angenommen, die Energieanteile relativ zur kritischen Dichte sind dann auch relativ zur tatsächlichen Gesamtenergiedichte und der relative Anteil der dunklen Energie ergibt sich zu $73{,}2^{+4{,}0}_{-2{,}5}\%$. Die heutige Gesamtenergiedichte ist $0{,}94^{+0{,}06}_{-0{,}09}\cdot 10^{-26}$ kg/m³, die Rotverschiebung z, die dem Zeitalter der Reionisierung entspricht, beträgt $10{,}5^{+2{,}6}_{-2{,}9}$. Das Alter des Universums wird zu $13{,}73^{+0{,}13}_{-0{,}17}\cdot 10^9$ Jahren bestimmt.

Kritik

In den letzten Jahren wurde das ΛCDM-Modell wiederholt angezweifelt und alternative Modelle vorgeschlagen, wie beispielsweise die bereits 1983 vorgestellte Modifizierte Newtonsche Dynamik nach Mordehai Milgrom. Die Ergebnisse einer 2010 unter Federführung von Pavel Kroupa veröffentlichten internationalen Studie stellten erhebliche Abweichungen von astronomischen Beobachtungen zu den Annahmen der Modells fest. So entsprechen etwa Leuchtkraft und Verteilung von Satellitengalaxien der Lokalen Gruppe nicht den Erwartungen. Kroupa sieht in den erhobenen Daten eine so starke Kollision mit der CDM-Theorie, dass „diese nicht mehr zu halten scheint“.^[1][2][3][4]

Einzelnachweise

1. ↑ Studie weckt massive Zweifel an Existenz Dunkler Materie. Pressemitteilung der Universität Bonn, 10. Juni 2010
2. ↑ Dunkle Materie in der Krise. Online-Zeitung der Universität Wien, 18. November 2010
3. ↑ P- Kroupa et al.: Local-Group tests of dark-matter Concordance Cosmology: Towards a new paradigm for structure formation. Astronomy & Astrophysics, Volume 523, November-December 2010
4. ↑ Pavel Kroupa, M. Pawlowski, Zwerggalaxien: Das kosmologische Standardmodell auf dem Prüfstand. Artikel in Spektrum der Wissenschaft, August 2010.

Literatur

• David N. Spergel u. a. (WMAP collaboration): Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) three year results: implications for cosmology.
• M. Tegmark u. a. (SDSS collaboration): Cosmological Parameters from SDSS and WMAP. In: Physical Review D. Melville 69.2004, 103501. ISSN 0556-2821
• David N. Spergel u. a. (WMAP collaboration): First year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) observations: determination of cosmological parameters. In: The astrophysical journal. Supplement series. Chicago 148.2003, S.175. ISSN 0067-0049
• Rafael Rebolo u. a. (VSA collaboration): Cosmological parameter estimation using Very Small Array data out to l=1500. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Oxford 353.2004, Nr.3, S.747–759. ISSN 0035-8711

Weblinks

• Das kosmologische Standardmodell auf dem Prüfstand Spektrum der Wissenschaft, August 2010 (PDF, 10 S.)