Ein kleiner Abschnitt des Himmels kann uns viel über das Universum lehren
Es existieren mindestens zwei Bereiche, in denen die Untersuchung des Zusammenspiels zwischen der Physik und der Astronomie von besonderer Wichtigkeit ist: Die Natur der dunklen Materie und der dunklen Energie. Basierend auf den Aussagen vorangegangener Studien sind die Wissenschaftler der Meinung, dass dunkle Energie im gesamten Raum existiert und etwa 73 % der gesamten Massenenergie des Universums ausmacht sowie gleichzeitig die Geschwindigkeit der Ausdehnung beeinflusst. Das Atacama Cosmology Telescope (ACT) ist ein Teleskop mit einem Durchmesser von sechs Metern, welches sich in der Atacama-Wüste im Norden Chiles befindet. Es wurde entwickelt, um hochauflösende Untersuchungen des Himmels im Bereich der Mikrowellen-Wellenlänge durchzuführen, es wird darüber hinaus zur Erforschung der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung eingesetzt. Hierbei handelt es sich um thermische Strahlung, welche das beobachtbare Universum sowie den dunklen Raum zwischen den Sternen und Galaxien ausfüllt. Ein Teleskop wie das ACT ist in der Lage, eine schwache Hintergrundstrahlung auszumachen, welche keinem Stern, keiner Galaxie oder einem anderen Objekt zugeordnet werden kann. Das ACT-Projekt ("Testing Fundamental Physics with the Atacama Cosmology Telescope") arbeitet an der Entwicklung von Technologien, mit denen die Analyse von ACT-Daten sowie die Verzeichnung der Ergebnisse der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung auf etwa 200 Quadratgrad möglich ist. Beobachtungen eines speziellen Himmelsausschnitts durch das "Back-and-forth-Scanning" werden mit hohen Auflösungen bei drei verschiedenen Frequenzen gemacht, hierbei kommen insgesamt 3.072 Detektoren zur Anwendung. Die hohe Auflösung des ACT verspricht Informationen hervorzubringen, welche Hinweise darüber geben, wie Galaxienhaufen (die dichtesten Regionen der Großraumstruktur des Universums) die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung beeinflussen. Die Forscher sind zuversichtlich, dass das ACT in der Lage ist, Hunderte von solchen Haufen zu entdecken. Mithilfe der erhaltenen Ergebnisse können beobachtete Verzerrungen des Spektrums der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung verwendet werden, um Änderungen in der Dichte des Universums zu detektieren – dies ist wichtig, um den Vorgang der Expansion besser zu verstehen. Mithilfe der Ergebnisse des ACT-Projekts gelang es, die statistischen Eigenschaften der Temperatur der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung zu messen und Signale zu entdecken, die mit ungeklärten Punktquellen übereinstimmen. Solche Signale sind wichtig, um inflationäre Modelle zu überprüfen sowie um weitere Untersuchungen zur Natur der dunklen Energie durchzuführen. Das EU-finanzierte Projekt hat auch bestimmte Eigenschaften der primären kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung gemessen und erste Ergebnisse mit spezifischen Effekten von Galaxienhaufen veröffentlicht. Eine höhere Auflösung und eine verbesserte Empfindlichkeit von Beobachtungen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung werden neue Messverfahren ermöglichen, um das verfügbare Wissen im Bereich der Kosmologie zu erweitern. Die Projektpartner erwarten, dass endgültige Karten bei der Analyse der primären sowie der sekundären kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung hilfreich sind.
