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MPA Pressemeldung

Planck-Team erhält Gruber-Kosmologiepreis

15. Mai 2018

Letzte Woche gab die Gruber-Stiftung bekannt, dass der diesjährige Kosmologiepreis an das Planck-Team vergeben wird, dem auch Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) angehören. Von 2009 bis 2013 sammelte das Planck-Observatorium der Europäischen Weltraumorganisation Daten, die eine endgültige Beschreibung des Universums auf größten und kleinsten Skala lieferten. "Diese Messungen", heißt es in der Begründung des Gruber-Preises, "führten zur Bestimmung der kosmologischen Parameter (Materiegehalt, Geometrie und Entwicklung des Universums) mit bisher unerreichter Präzision".

Das Planck-Team und die Principal Investigators der beiden Instrumente, Nazzareno Mandolesi und Jean-Loup Puget, teilen sich die 500.000 Dollar, wobei das Planck-Team jeweils 250.000 Dollar und Mandolesi und Puget je 125.000 Dollar erhalten. Der Preis wird am 20. August bei der Generalversammlung der Internationalen Astronomischen Union in Wien verliehen.

Planck und der kosmische Mikrowellenhintergrund Bild vergrößern
Planck und der kosmische Mikrowellenhintergrund

Das Planck-Observatorium enthielt zwei Instrumente, die jeweils auf einen ganz bestimmten Teil des elektromagnetischen Spektrums abgestimmt waren, für das menschliche Auge unsichtbar. Das Hochfrequenzinstrument unter der Leitung von Puget untersuchte das Universum im fernen Infrarot, das Niederfrequenzinstrument unter der Leitung von Mandolesi bei längeren Wellenlängen im Mikrowellenbereich. Zwei MPA-Direktoren, Simon White und Rashid Sunyaev, waren Co-Investigatoren dieser Instrumente und konnten vor 20 Jahren das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt überzeugen, ein Team am MPA langfristig zu unterstützen. Dieses Team wurde ab 2003 von Torsten Enßlin geleitet und steuerte die wesentliche Software-Infrastruktur für das Projekt, das Missionssimulationspaket, eine Workflow-Engine und ein Datenmanagementsystem bei.

Mit Planck konnten Astronomen das früheste kosmische Licht mit beispielloser Präzision beobachten. Dieser kosmische Mikrowellenhintergrund (CMB) ist die Reliktstrahlung des Urknalls und erlaubt es uns, den Moment zu sehen, zu dem das Universum weit genug abgekühlt war, um neutralen Wasserstoff zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt entkoppelten Photonen und Materie und gingen getrennte Wege. Nur 380.000 Jahre nach dem Urknall liefert dieser Schnappschuss quasi ein "Baby-Bild" des Universums, lange bevor sich Sterne oder Galaxien gebildet hatten.

Planck lieferte eine neue Inventur des heutigen Universums: 26,8 Prozent dunkle Materie, 68,3 Prozent dunkle Energie und 4,9 Prozent gewöhnliche Materie. Das Observatorium fand auch extrem robuste Beweise dafür, dass die Geometrie des Universums "flach" ist – dass parallele Linien sich wirklich nie treffen. Dies ist eine wichtige Vorhersage der so genannten "inflationären" Theorien für die sehr frühe Entwicklung des Universums und den Ursprung aller Strukturen. Planck lieferte aber nicht nur eine sehr viel detaillierte Untersuchung der Schwankungen im CMB, aus denen Milliarden von Jahren später die Strukturen gewachsen sind, die wir heute um uns herum sehen würden. Planck war außerdem in der Lage, diese Schwankungen präziser in die Vergangenheit hinein zu verfolgen und verifizierte so eine 35 Jahre alte Vorhersage der Inflationstheorien, wonach alle kosmischen Strukturen aus Quantenschwankungen des Vakuums selbst entstanden sind, nur einen winzigen Bruchteil einer Sekunde nach dem Urknall.

Wissenschaftler des MPA wirkten an diversen Aspekten der wissenschaftlichen Vorbereitung sowie Verwertung der Missionsdaten mit. So waren sie insbesondere an kosmologischen Studien und Untersuchungen des Sunyaev-Zeldovich-Effektes beteiligt, der zu einer Verzerrung des CMB-Spektrums durch heißes Gas in Galaxienhaufen führt. Die Theorie zu diesem Effekt wurde erstmals von Rashid Sunyaev vor fast 50 Jahren beschrieben, lange bevor er Direktor am MPA wurde. Dann dauerte es aber fast 30 Jahre, um die ersten überzeugenden Beobachtungen zu erhalten, und Planck lieferte detaillierte Messungen weit mehr Galaxienhaufen als je zuvor.

 
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