Isotrop

Isotrop bezeichnet in der Astronomie und Kosmologie eine Eigenschaft, die in allen Richtungen gleich ist. Ein isotropes Strahlungsfeld sendet in jeden Raumwinkel dieselbe Intensität aus; eine isotrope Massenverteilung zeigt von jedem Beobachtungsort aus dieselbe mittlere Dichte, unabhängig davon, in welche Richtung man 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, mit Schwankungen von weniger als einem Hunderttausendstel Kelvin. Diese extreme Gleichmäßigkeit gilt als Nachweis der kosmischen 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. Isotropie ist außerdem ein Schlüsselbegriff bei Strahlungsquellen wie Pulsaren oder Gammastrahlenausbrüchen.