Störungen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung und Strukturformationen

Nach der kürzlichen Entdeckung von Temperaturfluktuationen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung durch COBE wird das Studium der Temperaturfluktuationen immer wichtiger für das Verständnis der Bildung großräumiger Strukturen des Universums. Die Behandlungen zur Entwicklung kleiner Dichtefluktuationen von Materie und Strahlung durch einen gauge-invarianten Formalismus werden zusammengefasst. Und die erwarteten Werte der Temperaturanisotropien in verschiedenen kosmologischen Modellen werden gezeigt. Sowohl flache als auch offene Universumsmodelle mit und ohne die kosmologische Konstante werden betrachtet. Besonders für offene Universumsmodelle wurde bisher keine umfassende Behandlung großräumiger Anisotropien durchgeführt. Dennoch konnten wir die vollständige Formel zur Handhabung großräumiger Temperaturanisotropien finden, und diese Formel wird hier verwendet. Unter Verwendung der Ergebnisse von COBE mit vorherigen Messungen von Temperaturfluktuationen, die die oberen Grenzen angeben, wurden strenge und zuverlässige Beschränkungen für verschiedene kosmologische Modelle erhalten. Dabei wurde festgestellt, dass die wünschenswerten Modelle die dunkle Materie dominierenden Universumsmodelle mit anfänglich skalenfreiem Leistungsspektrum und dem Dichteparameter Ω0 ≃ 1 sind, während einige Modelle mit niedriger Dichte weiterhin erlaubt sind, wenn die Modelle eine vollständig flache Geometrie bei Einbeziehung der kosmologischen Konstante aufweisen.