Kosmischer String
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Ein kosmischer String (engl. "Faden", "Saite") ist ein hypothetischer, beinahe eindimensionaler topologischer Defekt im Raum. Bis jetzt sind kosmische Strings nur in der Theorie bekannt, es gibt keine Beobachtungen, die ihre Existenz beweisen. Aus den Theorien über die Entwicklung des Universums kann man jedoch zumindest die Möglichkeit ihrer Existenz folgern.
Kosmische Strings könnten in der kurzen Zeit nach dem Urknall entstanden sein, als sich eine GUT-Wechselwirkung infolge einer Symmetriebrechung durch die Abkühlung des Universums in die elektroschwache Wechselwirkung und die starke Wechselwirkung aufgespaltet hat. Dieser Prozess muss nicht gleichmäßig im gesamten Universum erfolgt sein, sondern könnte sich auch in getrennten Gebieten (Blasen) unabhängig voneinander ausgebreitet haben. Kosmische Strings und andere Defekte entstehen, wenn Gebiete mit unterschiedlichem Feldzustand aufeinander treffen - Ein vergleichbares Modell dafür wäre die Kristallisation. Der Rand bleibt stabil, während im Rest der Phasenübergang zu den entsprechenden Kräften stattfindet. Der kosmische String ist ein eindimensionaler Rand, er besteht aus einem Feldzustand, der den Phasenübergang nicht mitgemacht hat.
Ein kosmischer String wäre wie ein extrem dünner, langer, schwerer Faden geformt. Der Durchmesser eines Strings entspricht nach GUT-Modellen nur etwa einem Trillionstel eines Wasserstoffatoms, während seine Länge kosmologische Maßstäbe annehmen kann. Ein String von nur 6 Kilometer Länge hätte eine Masse, die ungefähr der gesamten Erdmasse entspricht.
Kosmische Strings könnten im frühen Universum Keime für die Dichtefluktuationen gewesen sein, aus denen sich später die großräumigen Strukturen (etwa Galaxienhaufen und Superhaufen) gebildet haben. Die heutigen genaueren Beobachtungen der Struktur der Materieverteilung im Universum - direkt durch Himmelsdurchmusterungen, indirekt durch Beobachtung der Hintergrundstrahlung - sprechen gegen eine bedeutende Beteiligung von kosmischen Strings an der Strukturbildung.
Die Entdeckung der Doppelgalaxie CSL-1 („Capodimonte-Sternberg Lens candidate 1“)[1] hatte der Annahme kosmischer Strings neuen Auftrieb verschafft. Die Übereinstimmung der Spektren schien der Annahme zweier unabhängiger Galaxien zu widersprechen, die unverzerrte Form schloss Gravitationslinseneffekte durch Vordergrundgalaxien aus. Nachträgliche Beobachtungen durch das Hubble Space Telescope im Jahr 2006 zeigten aber, dass es sich bei den beiden Galaxien tatsächlich um eine Doppelgalaxie handelt und nicht, wie anfangs angenommen, um die doppelte Abbildung ein und derselben Galaxie[2] [3].
Eine weitere Möglichkeit zum direkten Nachweis kosmischer Strings sind Präzisionsmessungen der kosmischen Hintergrundstrahlung. Bei der räumlichen Auflösung der WMAP-Daten ist aber keine eindeutige Beurteilung möglich, erst zukünftige Messergebnisse mit dem Planck-Satelliten werden diese Frage entscheiden können.
Trotz ihrer Namensähnlichkeit haben kosmische Strings nichts mit der Stringtheorie zu tun.
[Bearbeiten] Weblinks
[Bearbeiten] Literatur
- E. Paul S.. Shellard, A. Vilenkin, Cosmic Strings and Other Topological Defects, Cambridge University Press 2000, ISBN 0521654769
[Bearbeiten] Referenzen
- ↑ Sazhin, M. et al. (2003): CSL-1: chance projection effect or serendipitous discovery of a gravitational lens induced by a cosmic string?, Mon. Not. Roy. Astr. Soc. 343, 353 [1]
- ↑ Sazhin, M. et al. (2006), The true nature of CSL-1, astro-ph/0601494
- ↑ Agol, E., Hogan, C. J. & Plotkin, R. M. (2006), Hubble imaging excludes cosmic string lens, Phys. Rev. D 73, 087302 [2]
