Skalenfaktor

Dieser Artikel behandelt einen kosmologischen Parameter; siehe auch Skalenfaktor (Audiocodierung) in der Audiodatenkompression.

Der Skalenfaktor $ a $ ist ein kosmologischer Parameter des Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker-Modells. Er ist eine Funktion der Zeit und gibt die relative Expansion des Universums an, das heißt, er stellt einen Zusammenhang her zwischen physikalischen Koordinaten $ L $ und mitbewegten Koordinaten $ \lambda $:

$ a(t) = \frac{L}{\lambda}. $

Der Skalenfaktor kann im Prinzip die Einheit einer Länge haben oder dimensionslos sein. In der modernen Kosmologie wird er meistens dimensionslos gewählt, sodass gilt:

$ a(t_0) = 1. $

Wobei t von der Entstehung des Universums an gemessen wird, und $ t_0 $ das heutige Alter des Universums mit (13,7 ± 0,2) Milliarden Jahren darstellt.

Die zeitliche Entwicklung des Skalenfaktors wird durch die Formeln der allgemeinen Relativitätstheorie bestimmt, welche im Falle eines lokal isotropen und lokal homogenen Universums durch die Friedmann-Gleichungen dargestellt sind.

Der Skalenfaktor und seine zeitliche Änderung definieren den Hubble-Parameter:

$ H = \frac{\dot{a}(t)}{a(t)}. $

Literatur

  • Arnold Hanslmeier: Einführung in Astronomie und Astrophysik, Spektrum Akademischer Verlag, 2. Auflage 2007, ISBN 978-3-8274-1846-3

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