Störungen und Beobachtungsgrößen in inhomogenen Kosmologien

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Bartelmann
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 225630247

Ist es möglich, dass die anscheinend beschleunigte Ausdehnung des Universums nicht auf die abstoßende Wirkung einer Dunklen Energie zurückzuführen ist, sondern durch das Verhalten einer riesigen, unterdichten lokalen Umgebung vorgetäuscht wird? Diese Frage wurde schon oft diskutiert. Ein dafür besonders geeigneter, wenn auch idealisierter Rahmen wird durch die Klasse der Lemaître-Tolman-Bondi-Lösungen (LTB) der Allgemeinen Relativitätstheorie bereitgestellt. Ergebnisse, die bisher in diesem Zusammenhang erzielt wurden, deuten an, dass neue kosmologische Daten unter bestimmten einschränkenden Annahmen die Hypothese ausschließen, dass wir in einem inhomogenen Universum lebten, aber unter großzügigeren Annahmen nicht im Widerspruch zu einer LTB-Interpretation stehen. Wir schlagen vor, bestehende Untersuchungen auf fünffache Weise zu erweitern. Wir werden solche Modelle aus der LTB-Klasse auswählen, die einen synchronen Urknall hatten. Auf dieser Grundlage werden wir systematisch untersuchen, welche Struktur unserer lokalen kosmischen Umgebung die Daten erlauben, wie lineare Strukturbildung in solchen Modellen fortschreitet, wenn Kopplungen zugelassen werden, die bisher vernachlässigt wurden, wie die gravitative Lichtablenkung LTB-Modelle einschränkt, wie Temperaturschwankungen im Kosmischen Mikrowellenhintergrund interpretiert werden müssen und wie nichtlineare Strukturbildung ablaufen kann. Von den Ergebnissen erwarten wir, dass sie theoretische und empirische Einschränkungen der LTB-Modelle erheblich einengen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen