7 Feb, 2009 VL Kosmologie WS08/09, W. de Boer1 We dont know it, because we dont see it! VL 13:...

7 Feb, 2009 VL Kosmologie WS08/09, W. de Boer 1

We don’t know it,because we don’t see it!

VL 13: Dunkle Materie, was ist das?

WdB, C. Sander, V. Zhukov, A. Gladyshev, D. Kazakov,EGRET excess of diffuse Galactic Gamma Rays as Tracer of DM, astro-ph/0508617, A&A, 444 (2005) 51


Gravitationslinsen

Rotationskurven

Indirekter Nachweis der DM ( Annihilation der DM in Materie-Antimaterie)

Direkter Nachweis der DM ( Elastische Streuung an Kernen)

Nachweismethoden der DM


Gravitationslinsen

ART: Die Ausbreitung von Licht ändert sich beim Durchgang durch ein Gravitationsfeld


Gravitationslinsen


Colliding Clusters Shed Light on Dark Matter

Observations with bullet cluster: •Chandra X-ray telescope shows distribution of hot gas•Hubble Space Telescope and others show distribution of dark matter from weak gravitational lensing•Distributions are clearly different after collision-> dark matter is weakly interacting!

Rot:sichtbaresGas

Blau: dunkle Materieaus Gravitations-potential

dunkel


http://www.sciam.com/

August 22, 2006

Simulation der “Colliding Clusters”


Center of the Coma Cluster by Hubble space telescope ©Dubinski

Discovery of DM in 1933Zwicky, Fritz (1898-1974

Zwicky notes in 1933 that outlying galaxies in Coma cluster moving much faster than mass calculated for the visible galaxies would indicate

DM attractsgalaxies withmore force->higher speed.But still bound!


Do we have Dark Matter in our Galaxy?

RotationcurveSolarsystem

rotation curveMilky Way

1/r


Estimate of DM density

DM density falls off like 1/r2 for v=const.

Averaged DM density “1 WIMP/coffee cup” (for 100 GeV WIMP)


• 95% of the energy of the Universe is non-baryonic 23% in the form of Cold Dark Matter

• Dark Matter enhanced in Galaxies and Clusters of Galaxies but DM widely distributed in halo-> DM must consist of weakly interacting and massive particles -> WIMP’s

• Annihilation with <σv>=2.10-26 cm3/s, if thermal relic

From CMB + SN1a + surveys

DM halo profile of galaxycluster from weak lensing

If it is not darkIt does not matter

What is known about Dark Matter?


Messung der Masse durch Newtons Gravitationsgesetz

v=ωr

v1/r

mv2/r=GmM/r2

Milchstraße

Cygnus

Perseus

OrionSagittarius

Scutum Crux

Norma

Sun (8 kpc from center)


• Für Ensemble wechselwirkender Systeme im mechanischen Gleichgewicht gilt

• Für N Galaxien also N(N-1)/2 Teilchenpaaren

Für N groß: und

02 PotKin EE

02

)1(2

2

r

mNNGvmN

NN 1 G

vrMmN

2222 mm

Erwarte also für ´Gas` gravitativ wechselwirkender Teilchen M r !Aber dann v2M/r = konst -> flat rot. curve

Virialsatz


Kandidaten der DM

Problem: max. 4% der Gesamtenergiedes Univ. in Baryonen nach CMB und BBN.Sichtbar nur 0.5%, d.h. 3.5% in obigenKandidaten möglich. Rest der DM mussaus nicht-baryonischen Materie bestehen.

Probleme: ν < 0.7% aus WMAP Datenkombiniert mit Dichtekorrelationender Galaxien. •Für kosmische Strings keine Vorhersagekraft. •Abweichungen von Newtons Gravitationsgesetz nicht plausibel. •WIMPS ergeben nach Virialtheorem flache Rotationskurven.In Supersymmetrie sind die WIMPSSupersymmetrische Partner der CMBd.h. Spin ½ Photonen (Photinos genannt).

†

†

?

?


Teilchenmassen 100 - 2000 GeV !

Supersymmetrie

Symmetrie zwischenFermionen Bosonen

(Materie) (Kraftteilchen)


Thermische Geschichte der WIMPS

Thermal equilibrium abundance

Actual abundance

T=M/22Com

ovin

g nu

mbe

r de

nsity

x=m/T

Jung

man

n,K

amio

nkow

ski,

Grie

st, P

R 1

995

WMAP -> h2=0.1130.009 -> <v>=2.10-26 cm3/s

DM nimmt wieder zu in Galaxien:1 WIMP/Kaffeetasse 105 <ρ>. DMA (ρ2) fängt wieder an.

T>>M: f+f->M+M; M+M->f+fT<M: M+M->f+fT=M/22: M decoupled, stable density(wenn Annihilationrate Expansions- rate, i.e. =<v>n(xfr) H(xfr) !)

Annihilation in leichtere Teilchen, wieQuarks und Leptonen -> 0’s -> Gammas!Einzige Annahme: WIMP = thermischesRelikt, d.h. im thermischen Bad des frühen Universums erzeugt.


DM Annihilation in Supersymmetrie

Dominant + A b bbar quark pair

B-Fragmentation bekannt!Daher Spektren der Positronen,Gammas und Antiprotonen bekannt!

f

f

f

f

f

f

Z

Z

W

W 0

f~ A Z

Galaxie = Super B-Fabrik mit Rate 1040 x B-Fabrik

≈37 gammas


Annihilationswirkungsquerschnitt in SUSY

Egret: WIMP 50-100 GeVWMAP: <σv>=2.10-26 cm3/s

f

f

f

f

f

f

Z

Z

W

W 0

f~ A Z

Spin ½ Teilchen leicht(0.1 TeV)Spin 0 Teilchen schwer (TeV)


• Was wissen wir über Dunkle Materie? massive Teilchen 23% der Energie des Universums schwache Wechselwirkung mit Materie Annihilation mit <σv>=2.10-26 cm3/s

• Annihilation in Quarkpaare -> Überschuss in galaktischen Gammastrahlen Tatsächlich beobachtet (EGRET Satellit)

• WIMP Masse 50-100 GeV aus Spektrum

• Verteilung der Dunklen Materie

• Data konsistent mit Supersymmetrie

Dunkle Materie, was ist das?

From CMB + SN1a


Probleme die durch DM Annihilation gelöst werden

Big Bang

Spektren der Gamma-strahlung für Untergrund und DMA

Teilchenphysik

Kosmologie

Astroteilchenphysik

23%DM, Hubble AnnihilationStrukturformation

Kosmische Strahlung(Gammastrahlen)

AstronomieRotationskurveRingförmiger Strukturvon Sternen bei 14 kpcRingförmiger Strukturvon Wasserstoff bei 4 kpc


Woher erwartet man Untergrund?

Quarks fromWIMPS

Quarks in protons

Background from nuclear interactions (mainly p+p-> π0 + X -> + X inverse Compton scattering (e-+ -> e- + ) Bremsstrahlung (e- + N -> e- + + N)Shape of background KNOWN if Cosmic Ray spectra of p and e- known


Untergrund + DM Annihilation beschreiben Daten

Blue: background uncertainty

Background + DMA signal describe EGRET data!

Blue: WI MP mass uncertainty

50 GeV

70

ICIC

W. de Boer et al., 2005


Analyse der EGRET Daten in 6 Himmelsrichtungen

A: inner Galaxy (l=±300, |b|<50)B: Galactic plane avoiding AC: Outer Galaxy

D: low latitude (10-200)

E: intermediate lat. (20-600)F: Galactic poles (60-900)

A: inner Galaxy B: outer disc C: outer Galaxy

D: low latitude E: intermediate lat. F: galactic poles

Total 2 for all regions :28/36 Prob.= 0.8 Excess above background > 10σ.


Fits für 180 statt 6 Regionen180 regions:80 in longitude 45 bins4 bins in latitude 00<|b|<50 50<|b|<100

100<|b|<200

200<|b|<900

4x45=180 bins

bulge disk

sun


x y

z

2002,Newberg et al. Ibata et al, Crane et al. Yanny et al.

1/r2 profile and ringsdetermined from inde-pendent directions

xy

xz

Expected Profile

v2M/r=cons.and

(M/r)/r2

1/r2

for const.rotation

curveDivergent for

r=0?NFW1/r

Isotherm const.

Verteilung der DM

Halo profile

Observed Profile

xy

xz

Outer RingInner Ring

bulge

tota

lDM

1/r2 halodisk

Rotation Curve

Normalize to solar velocity of 220 km/s


Honma & Sofue (97)Schneider &Terzian (83)Brand & Blitz(93)

Rotationskurve der Milchstrasse


Wie sehen Rotationskurven anderer Galaxien aus?

Sofue & Honma


Woher kommen die Ringe der DM?Einfall einer Zwerggalaxie in Gravitationspotential einer Galaxie:elliptischer Bahn präzessiert!

Gezeitenkräfte Gradient der Gravitationskraft 1/r3 !Daher wird Zwerggalaxie seine Materie zum größten Teilam Perizentrum verlieren -> ringförmige Strukturen vonGas, Sternen und Dunkler Materie.

Apocenter

Pericenter

Dies wurde tatsächlichbeobachtet bei 14 kpc:

1)Wasserstoffring längst bekannt

2) Ring alter, kaum sichtbarer Sterne entdeckt mit Sloan Digital Sky Survey in 2003 (109 M!)

3) Verstärkte Gamma Strahlung bei 14 kpc schon in 1997,Dass dies Spektrum der DMAentspricht, erst jetzt!


The local group of galaxies


The Milky Way and its 13 satellite galaxies

Canis Major

Tidal force ΔFG 1/r3


Tidal streams of dark matter from CM and Sgt

CM

Sgt

Sun

From David Law, Caltech


Artistic view of Canis Major Dwarf just below Galactic disc


Canis Major Dwarf orbits from N-body simulationsto fit visible ring of stars at 13 and 18 kpc

Canis Major leaves at 13 kpc tidal stream of gas(106 M☉ from 21 cm line), stars (108 M☉ ,visible), dark matter (1010 M☉, EGRET)

Movie from Nicolas Martin, Rodrigo Ibatahttp://astro.u-strasbg.fr/images_ri/canm-e.html


Tidal disruption of Sagittarius

Movie from Kathryn Johnston (Wesleyan University )http://astsun.astro.virginia.edu/~mfs4n/sgr/


N-body simulation from Canis-Major dwarf galaxy

prograde retrograde

Obs

erve

d st

ars R=13 kpc,φ=-200,ε=0.8

Canis Major (b=-150)


Gas flaring in the Milky Way

no ring

with ring

P M W Kalberla, L Dedes, J Kerp and U Haud, http://arxiv.org/abs/0704.3925

Gas flaring needs EGRET ring with mass of 2.1010M☉!

http://arxiv.org/abs/0704.3925


Enhancement of inner (outer) ring over 1/r2 profile 6 (8).Mass in rings 0.3 (3)% of total DM

Inner Ring coincides with ring of dust and H2 -> gravitational potential well!

H2

4 kpc coincides with ring ofneutral hydrogen molecules!H+H->H2 in presence of dust->grav. potential well at 4-5 kpc.


0

0

WIMPs elastically scatter off nuclei => nuclear recoilsMeasure recoil energy spectrum in target

Direct Detection of WIMPs

Spin independent Number of nuclei2

(coherent scattering on all nuclei!)

Spin dependent

Spin dependent and indep.


Direct Dark Matter DetectionCRESSTROSEBUDCUORICINO

DAMAZEPLIN IUKDM NaILIBRA

CRESST IIROSEBUD

CDMSEDELWEISS

XENONZEPLIN II,III,IV

HDMSGENIUSIGEXMAJORANADRIFT (TPC)

ER

Phonons

Ionization Scintillation

Large spread of technologies:varies the systematic errors, important if positive signal!All techniques have equally aggressive projections for future performanceBut different methods for improving sensitivity

L. Baudis, CAPP2003


WärmesignalWärmesignal

LadungssignalLadungssignal

ThermometerThermometer

ElektrodenElektroden zurzurLadungssammlungLadungssammlung

GeGe KristallKristallbeibei T= 0,017 KT= 0,017 K

WIMP WIMP

Ge-Kern

WärmesignalWärmesignal

LadungssignalLadungssignal

ThermometerThermometer

ElektrodenElektroden zurzurLadungssammlungLadungssammlung

GeGe KristallKristallbeibei T= 0,017 KT= 0,017 K

WIMP WIMP

Ge-Kern

Der Edelweiss Detektor

Messprinzip eines Halbleiter-Bolometers. Kommt es zu einem elastischen Stoß eines WIMP-Teilchens mit einem Atomkern des Germanium-Kristalls führt der Kern-Rückstoß zu einer Temperaturerhöhung des Kristalls, die über ein Thermometer registriert wird. Gleichzeitig ionisiert der Ge-Kern das Material in seiner Umgebung, was zu einem Ladungssignal führt, das an den Oberflächenelektroden ausgelesen wird.


Array von Phasenübergangs-

Thermometern

Schnelle (großflächige) Auslese

von Phononen

DM-Suche mit Tieftemperatur-Kalorimetern / CDMS

Sioder GeEinkristall


Rückstoß-Energie(keV)

Elektron-Rückstöße

Kern-Rückstöße

Ionisations-Energieschwelle0

0.5

1

1.5

0 50 100 150 200

Kalibration mit 252Cf Kalibration eines Ge-Bolometers durch Bestrahlung mit einer 252Cf-Neutronenquelle: Deutlich erkennbar sind zwei Ereignispopulationen, die durch das Verhältnis von Ionisations- zu Rückstoß-Energie separiert werden können. Die auf das Ionisationssignal angelegte Energieschwelle (grüne Kurve) entspricht einer Rückstoßenergie von 3.5keV. Die Bänder beschreiben die Bereiche, in denen 90% der Elektron- bzw. Kern-Rückstöße liegen.

Kalibration


Edelweiss Experiment


Array von Phasenübergangs-

Thermometern

Schnelle (großflächige) Auslese

von Phononen

DM-Suche mit Tieftemperatur-Kalorimetern/CDMS

Sioder GeEinkristall


Annihilation cross sectionsin m0-m1/2 plane (μ > 0, A0=0)

bb t t

WW

10-24

EGRETWMAP

Annihilation cross sections can be calculated,if masses are known (couplings as in SM).Assume not only gauge couplingUnification at GUT scale, butalso mass unification, i.e. allSpin 0 (spin 1/2) particles have masses m0 (m1/2).

For WMAP x-section of <v>2.10-26 cm3/s one needs For small LSP mass (m1/2 ≈ 175 GeV) large values of (m0 ≈ 1-2 Tev) (and large tan β ≈ 50)

mSUGRA: common masses m0 and m1/2 for spin 0 and spin ½ particles


Cross sections for Direct DM detection


EGRET?



SUSY Mass Spectrum predicted for LHC


EGRET?


Direct DM searches did not findsignals, implying that the elasticscattering cross sections ofneutralinos on nuclei must be below 2. 10-7pb =2.10-43 cm2

These are still just above theneutralino cross sections predictedby SUSY in the EGRET scenario.

So hopefully DM searches willsee something soon and LHChopefully discovers light gauginos and heavy squarks and sleptons(around TeV scale).


Annual Modulation as unique signature

JuneJuneDec Dec95

97

99

101

103

105

-0.5 -0.1 0.3 0.7 1.1 1.5

±2%

0

25

50

75

100

125

-0.5 -0.1 0.3 0.7 1.1 1.5

Background

WIMP Signal

JuneJuneDec Dec

Annual modulation: v, so signal in June larger than in December due to motion of earth around sun (5-9% effect).

Junev0

galactic center

Sun 230 km/s Dec.

L. B

audi

s, C

AP

P20

03


• DAMA NaI-1 to 4: 58k kg.day• DAMA NaI-5 to 7: 50k kg.day• Full substitution of electronics and DAQ

in 2000

The data favor the presence of a modulated signal with the proper features at the 6.3 σ C.L.

0 0cos with t =152.5, T=1.00 yA t t

Running conditions stable at level < 1%

DAMA/NaI 1 to 7: Riv.N.Cim 26 n.1. (2003) 1-73

Schael, EPS2003


EGRET Überschuss kann:1) Haloprofil bestimmen2) damit äussere Rotationskurve erklären.

(hier gibt es kaum baryonische Materie) 3) WIMP Masse bestimmen (50-100 GeV) 4) Statistische Signifikanz > 10 σ!

Zusammenfassung

Rekonstruktion der Rotationskurve aus GAMMA Daten->EGRET Überschuss = Tracer der Dunklen Materie!

Resultat praktisch modellunabhängig, denn nur bekanntespektrale Formen des Signals und Untergrundes benutzt,keine modellabhängige Flussberechnungen! Modelle OHNE DM können nicht Spektren in ALLENRichtungen gut bestimmen und liefern keine Erklärung für Rotationskurve und Stabilität der Ringe bei 4 und 14 kpc.


Zukunft

Ist die gefundene WIMP Masse konsistent mit SUPERSYMMETRIE?

LHC Experimente werden ab 2008 klären ob dies stimmt.

Antwort: Ja, wenn die Squarks and Sleptonen im Bereich 1-2 TeV liegen. Der WIMP hat dann Eigenschaften ähnlich eines Spin ½ Photons, d.h.


1. „The dark ages“: Vom Begriff her entsteht der Eindruck, dass mit der Rekombination das Universum quasi schlagartig dunkel wurde. Tatsächlich muss es jedoch noch für eine ganze Weile sehr hell und heiß gewesen sein. Von t = 380.000 yr (Rekombination) mit T ≈ 3.000 K (weißglühend) bis zur Rotglut (T ≈ 750 K) bei t ≈ 4 Myr war das Universum von sichtbarer Strahlung erfüllt. Allerdings dauerte es dann ≈ 200 Myr, bis die ersten Sterne leuchteten.

2. Neutrinomasse: Die durchschnittliche Neutrinomasse beträgt (aus WMAP-Messungen) mν < 0.23 eV. Da Elektronneutrinos vermutlich die geringste Neutrinomasse besitzen, müsste deren Masse deutlich unter 0.23 eV liegen. Im Großexperiment KATRIN soll die Masse der Elektronneutrinos bzw. deren Obergrenze bestimmt werden, wobei die Nachweisgrenze von KATRIN bei 0.2 eV liegen soll. Wenn die Auswertung der WMAP-Daten korrekt ist, wäre damit KATRIN überflüssig, oder?

A: eine unabhängige Bestätigung, dass die Neutrinomassen tatsächlich so klein sind, ist immer gut.

Fragen


3. Polarisation der CMB: Die Polarisation setzt m. E. voraus, dass Elektronen in der LSS in lokalen Bereichen keine stochastische Bewegung ausgeführt haben bzw. deren Spins nicht isotrop verteilt waren, da ansonsten die CMB-Polarisation „random“ sein müsste. Was wären Ursachen für großräumige Bereiche von Anisotropien der Elektronen-Flüsse?

A: Die relative Bewegung der Photonen besitzt durch die CMB Anisotropie (vor allem Quadrupolasymmetrie) eine bevorzugte Richtung gegenüber Elektronen, wodurch eine Polarization entsteht.

4. Annihilation von Materie/Antimaterie: Protonen und Antiprotonen wurden bis auf wenige 10-10 durch Annihilation in Photonen umgewandelt. Derselbe Prozess hat für Elektronen und Positronen stattgefunden. Erstaunlich ist, dass offenbar exakt der identische winzige Anteil η an Elektronen „übriggeblieben“ ist, wie der der Protonen, denn sonst wäre das Universum nicht elektrisch neutral. Woher kommt die identische Asymmetrie für Protonen/Elektronen und deren Antiteilchen? (Klar: Im Urknall war das Universum auch elektrisch neutral, aber warum ist die Asymmetrie identisch?)

A: Man geht davon aus, dass es eine B-L Symmetrie gibt, d.h. B-L=konstant. Hier ist B die Baryonzahl und L die Leptonzahl. Diese Symmetrie erzeugt oder vernichtet immer gleich viele Leptonen und Baryonen. B-L ist in allen bekannten Wechselwirkungen erhalten (und von den einfachsten GUT's vorhergesagt).

Fragen


Fragen

5. Der Urknall: Vor der inflationären Phase war auf kleinstem Raum immense Energie (= Masse) konzentriert. Der Schwarzschild-Radius dieser Masse war jedoch wesentlich größer als die Ausdehnung der Massenkonzentration. (Beispiel: Bereits für m ≈ 10 μg ist der Schwarzschildradius rc = Planklänge lP). Also hätte es eigentlich bei einer derartig hohen Massenkonzentration, wie sie bei τP vorlag, gar nicht zu einem Big Bang kommen dürfen. (Aus einem Schwarzen Loch entweicht nichts!) Oder aber, die Energie/Masse, die sich im Urknall ausgebreitet hat, ist erst während des Urknalls entstanden (Umwandlung „falsches Vakuum“ in Energie?). Dann müsste lokal die Massenkonzentration immer kleiner als die kritische „Schwarzschild-Masse“ gewesen sein, d.h. bereits zur Zeit der Quantenfluktuationen dürften recht kleine Raumbereiche in der Regel nicht in kausalem Kontakt mit Nachbarbereichen gestanden haben. Die daraus resultierenden Irregularitäten wurden dann „eingefroren“ und sind heute in der CMB nachweisbar. Oder aber, ganz einfach: Die gesamte Masse des Universums war bei t = τP in einem Raumbereich lP konzentriert, der Schwarzschildradius dieser Masse entsprach aber bereits seiner heutigen Dimension, d.h., der Big Bang lief in einem Schwarzen Loch ab. Aber dann: Woher kommt diese Masse?

A: gute Frage. Universum so groß wegen Inflation, die nach einer Symmetriebrechung entstand, z.B. die Brechung einer GUT Symmetrie in die bekannten Kraefte. Bei der Symmetriebrechung entstehen Higgsfelder, die die Austauschteilchen Masse geben und so die Kraft ausschalten, aber gleichzeitig durch die Vakuumenergie Inflation hervorrufen und die freiwerdende Energie in Masse umwandeln.D.h. vor der Inflation war noch keine Masse vorhanden und Gesamtenergie null.Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass Urknall in einem SL stattfand (siehe nächste Folie).


Größe und Dichte eines schwarzen Loches.

Radius eines SL:R = 2GM/c2, d.h. wächst mit Masse!

Masse unseresUniversums, die kritische Dichte von 10-

29 g/cm3 (1023 M☼) entspricht,liegt auf diese Linie, d.h. es ist nicht ausgeschlossen, dass wirin einem SL leben.

J. Luminet


Fragen6. Kosmische Zeitskala: Eine Zeitskala ist abhängig von der Stärke des Gravitationsfeldes in dem Bereich, in dem die Zeit gemessen wird. Aufgrund der extremen Massenkonzentration im frühen Universum müsste für große z eine andere (verzögerte) Zeitskala gelten als heute. Oder könnte eine solche Zeitdilatation lediglich ein „äußerer“ Beobachter feststellen? (den es natürlich grundsätzlich nicht geben kann.) A: die unterschiedlichen Zeitskalen können nur gemessen werden von zwei Beobachtern, die „Frequenzen von Gammastrahlen“ miteinander vergleichen. Daher praktisch schwierig.7). Energie der Neutrinos aus der Entkopplung: Die Energie der

Photonen aus der LSS skaliert mit 1/S (λS) Da Neutrinos Ruhmasse besitzen, müsste deren gesamte Energie bei der Entkopplung nahezu vollständig Ekin sein ( 2.5 – 3.5 MeV). Die Neutrinos müssten dann kinetische Energie verlieren, also mit der Zeit langsamer werden. Wird diese Energie dem Raum übertragen (Energieerhaltung!), also z.B. durch Zunahme der Vakuumenergie? Oder müssen wir Neutrinos hier quantenmechanisch betrachten und wie bei Photonen der Neutrinoenergie eine „Frequenz“ zuordnen, die S abnimmt?

A: relativistische Materie geht mit 1/S4, nicht relativistische mit 1/S3. Daher werden die Neutrinos, wenn sie relativ. sind, erst mit 1/S4 skalieren /wie Photonen) und bei Temp. T<mν als 1/S3

(wie Teilchen).


Deep questions (siehe „Creation“ von Berry Parker)

Hat das Universum als Vakuumfluktation angefangen?Diese Idee wurde von Ed Tryon publiziert.Im Prinzip ok, da Gesamtenergie des Universums nullund Vakuumenergie könnte zur Inflation führenSchwierig zu beweisen, vor allem weil Quantumgravitationnoch nicht existiert.Wie entstand Leben?1860: Franz. Akademie vergibt Preis für Beweis, dassLeben aus Nicht-Leben entstehen kann. Pasteur zeigte im Labor, dass dies unmöglich ist. Wurde akzeptiert bis in 1924 Haldane spekulierte, dass a) es viel Kohlenstoff gab und daher viel CO2 im frühen Universum und b) dass Lichtblitze in einer “reduzierenden” Atmosphäre (aus CH4 und NH3 ohne O2)biochemische Moleküle erzeugen können! Sauerstoff tatsächlichspäter entstanden durch Algen im Ozean, wo sie für UV Licht geschütztwaren. O2 stieg auf und ergab Ozon, woduch später auch Leben außerhalbder Ozeane entstehen konnte. Nachweis in 1953+x bei Miller, dass in soeiner Atmosphäre tatsächlich Aminosäure entstehen können. In 1961 zeigte Oro, dass auch DNA entstehen können und damit dass die Bausteinedes Lebens aus Nicht-Leben entstehen können.


Typische Prüfungsfragen

Was sind die exp. Grundpfeiler der Urknalltheorie?Wie ist Zeitentwicklung, Temperaturentw. ?Wie lauten Friedmansche Gleichungen?

Woraus besteht die Energie des Universums?

Wie weiss man das?

Wie unterscheidet sich Dunkle Energie von Dunkler Materie?

Wie kann man DM nachweisen?

Warum akustische Peaks in der CMB?

Wie entstehen sie? Was lernt man aus diesen Peaks?

7 Feb, 2009 VL Kosmologie WS08/09, W. de Boer1 We dont know it, because we dont see it! VL 13:...

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