Isotrop

Isotrop bezeichnet in der Astronomie und Kosmologie eine Eigenschaft, die in allen Richtungen gleich ist. Eine isotrope Strahlungsquelle sendet in alle Richtungen dieselbe Intensität aus; eine isotrope Massenverteilung zeigt einem Beobachter dieselbe mittlere Dichte, unabhängig davon, in welche Richtung er schaut.

Das kosmologische Standardmodell beruht auf dem kosmologischen Prinzip, das besagt, dass das Universum auf großen Skalen sowohl isotrop als auch homogen ist. Die stärkste Bestätigung liefert der kosmische Mikrowellenhintergrund (CMB): Diese Reststrahlung aus der Frühzeit des Universums zeigt über den gesamten Himmel eine Temperatur von rund 2,725 Kelvin, Nach Abzug des durch unsere Eigenbewegung verursachten Dipols schwankt sie nur um etwa ein Hunderttausendstel, also um einige zehn Mikrokelvin. Diese extreme Gleichmäßigkeit gilt als stärkster Beleg für die kosmische Isotropie.

Auf kleineren Skalen ist das Universum dagegen nicht isotrop: Galaxien, Galaxienhaufen und kosmische Filamente verteilen sich in einem schwammartigen Netz, das in verschiedenen Richtungen unterschiedlich aussieht. Auch Messungen einzelner physikalischer Größen - etwa der Hubble-Konstante in verschiedenen Himmelsrichtungen - liefern Hinweise auf mögliche schwache Abweichungen von der idealen Isotropie, die aktuell intensiv erforscht werden. Bei Gammastrahlenausbrüchen zeigte ihre isotrope Verteilung am Himmel, dass sie außerhalb der Milchstraße entstehen; Pulsare und Jets strahlen dagegen stark gerichtet, also anisotrop.