04.Dezember, 2025
Die hochpräzisen Daten der Planck-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) haben eine neue Ära in der Kosmologie eingeleitet und unser Verständnis des frühen Universums grundlegend verfeinert. Planck lieferte die bisher detaillierteste Karte der Kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB), dem ältesten Licht, das wir vom Universum empfangen können. Diese CMB-Messungen sind entscheidend für die Überprüfung der Theorie der kosmischen Inflation, der hypothetischen Phase extrem schneller Expansion unmittelbar nach dem Urknall. Einerseits bestätigten die Ergebnisse der Planck-Mission die Kernelemente des Standardmodells der Kosmologie und stützten die Existenz der Inflation. Andererseits zeigten die hochsensiblen Daten, dass einige der historisch favorisierten und einfachsten Inflationsmodelle nicht mehr mit den Beobachtungen vereinbar sind.
Die Forscher untersuchten insbesondere die winzigen Dichteschwankungen, die als Keimzellen für die spätere Galaxienbildung dienten. Planck stellte fest, dass diese Fluktuationen nicht perfekt skaleninvariant sind, wie es die einfachsten Modelle vorhersagen, sondern eine subtile Neigung aufweisen. Diese quantitative Abweichung zwang die Kosmologen, die einfachsten Varianten der Inflationstheorie zu verwerfen und komplexere Modelle in Betracht zu ziehen. Diese überarbeiteten Modelle erfordern oft eine kompliziertere Form des sogenannten Inflaton-Potenzials. Das Inflaton-Feld war das treibende Energiefeld, das die anfängliche, superschnelle Expansion verursachte.
Planck setzte zudem strenge Obergrenzen für die Existenz primordialer Gravitationswellen (die sogenannten Tensor-Moden), welche ein zwingendes Nebenprodukt der Inflation sein müssten. Das extrem kleine Verhältnis von Tensor- zu Skalarfluktuationen, das Planck festlegte, schließt energiereichere Inflationsszenarien aus, wie sie beispielsweise einige chaotische Modelle vorsahen. Die Ergebnisse haben die Suche nach dem genauen Mechanismus der Inflation stark eingeschränkt und das Feld neu ausgerichtet. Die nun favorisierten Modelle versuchen, eine tiefere Verbindung zur fundamentalen Teilchenphysik herzustellen. Zukünftige Experimente werden darauf abzielen, die B-Moden-Polarisation in der CMB zu messen. Diese Messungen sind notwendig, um die Existenz der primären Gravitationswellen eindeutig nachzuweisen. Damit sollen sie das präziseste und korrekteste Modell der kosmischen Inflation bestätigen oder widerlegen.
