Skalenfaktor

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