Einfluss von Planckskalen-Physik auf die Entstehung primordialer Störungen in der kosmologischen Inflation

• Antragsteller: Professor Dr. Jens Niemeyer
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5434642

Wir beabsichtigen durch analytische und numerische Rechnungen zu testen, welche möglichen Auswirkungen neue physikalische Effekte bei Energien im Bereich der Planckskala auf die Entstehung kosmologischer Störungen im frühen Universum haben. Dafür setzen wir die Forschung an bereits bestehenden Modellen fort und planen, weitere Vorschläge zu analysieren. Die Theorie der kosmologischen Inflation bietet eine Erklärung für die Flachheit des heutigen Universums und dessen Homogenität auf sehr großen Skalen. Sie ist außerdem die derzeit einzige Theorie, die einen berechenbaren Rahmen für den Ursprung winziger Inhomogenitäten liefert, die durch kleine Temperaturanisotropien des kosmischen Mikrowellen-Hintergrunds wiedergespiegelt werden. Die statistischen Eigenschaften heutiger Messungen decken sich mit den Voraussagen einfacher Inflationsmodelle. Die Theorie der Störungen basiert auf Quantenfluktuationen eines Skalarfeldes, deren Wellenlänge aufgrund der nahezu exponentiellen Expansion des Universums von mikroskopischen auf kosmologische Skalen gedehnt wird. Diese Eigenschaft eröffnet die prinzipielle Möglichkeit, durch kosmologische Beobachtungen Rückschlüsse auf die Physik in der Nähe der Plancklänge zu ziehen. Es ist möglich, dass in diesem Bereich Effekte der Quantengravitation wichtig werden, welche sich ansonsten der experimentellen Beobachtung entziehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen