Der Sternenhimmel im März 2018

Am Anfang war der Urknall

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Bild des Satelliten ESA.

Gab es die Welt schon immer oder hat sie irgendwann angefangen zu existieren? Diese Fragen haben sich die Menschen seit jeher immer wieder gestellt. In vielen (alten) Hochkulturen und in den Weltreligionen wird sie durch individuelle Schöpfungsgeschichten beantwortet.In den Naturwissenschaften verlagerte sich diese Fragestellung auf die Existenz des Kosmos. Die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein lässt verschiedene kosmologische Modelle – sowohl statische als auch expandierende Universen – zu. Wenn sich aber das Universum tatsächlich ausdehnt, müsste es dann nicht irgendwann einmal in einem extrem dichten und heißen Zustand seinen Anfang genommen haben? Ein solches Modell schlug unter anderem der belgische Priester und Astrophysiker Georges Lemaître Mitte der 1920er Jahre vor.

Ende der 1920er Jahre beobachtete der Astronom Edwin Hubble, dass das Licht von Galaxien umso stärker rotverschoben ist, je weiter sie entfernt sind. Interpretiert man die Rotverschiebung als Fluchtbewegung, bedeutete das, dass sich die Galaxien umso schneller entfernten, je weiter sie weg sind. Diese scheinbare Fluchtbewegung ist eine Konsequenz der Expansion des Universums. Hatte es aber auch einst mit einem Urknall begonnen, wie der der britische Kosmologe Fred Hoyle (1915 – 2001) Lemaîtres‘ Konzept nannte? Hoyle selbst favorisierte hingegen die Steady-State-Theorie. Ihr zufolge verharrte das Universum in einer Art Dauerzustand, in dem permanent Energie und Materie produziert werden und seine Expansion antreiben.

Sollte das Universum jemals tatsächlich extrem dicht und heiß gewesen sein, müsste aus dieser Zeit noch Strahlung übrig sein. Den beiden Physikern Arno Penzias und Robert W. Wilson war dies zunächst nicht bewusst, als sie 1964 bei ihrer Arbeit für die Bell-Laboratories an einer Funkantenne eine merkwürdige Störstrahlung maßen, die aus allen Richtungen zu kommen schien. Eine irdische Störquelle dafür konnten sie jedoch nicht ausmachen. Wie sich herausstellte, hatten die beiden rein zufällig den Nachhall des Urknalls eingefangen. Damit lieferten sie den ersten experimentellen Beweis für die Urknalltheorie und erhielten dafür 1978 den Nobelpreis für Physik.

Bild des Satelliten ESA.
Der Planck-Satellit der ESA hat die kosmischen Mikrowellenstrahlung extrem genau vermessen. Sie stammt aus einer Zeit kurz nach dem Urknall und ist im gesamten Kosmos gleich präsent. Ihre heutige Temperatur beträgt 2,7 Kelvin. Die winzigen Temperatur- beziehungsweise Dichteschwankungen bilden die Kondensationskeime für die Struktur im späteren Kosmos: Den Sternen und Galaxien von heute.
Nasa-Aufnahme von Sternbild
Diese Aufnahme setzt sich aus Beobachtungen zusammen, die das Weltraumteleskop Hubble der NASA im Lauf von zehn Jahren in einer Himmelsregion im Sternbild Ofen gemacht hat. Sie enthält mehr als 5500 Galaxien. Die leuchtschwächsten und am weitesten entfernten Galaxien sind ein Zehnmilliardstel so schwach, wie das leuchtschwächste Objekt, das das menschliche Auge erfassen könnte.
Der Sternenhimmel Anfang März über Frankfurt am Main gegen 22:30h MEZ.
Der Sternenhimmel Anfang März über Frankfurt am Main gegen 22:30h MEZ.

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