Am Anfang war der Urknall

Der Sternenhimmel im März

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.

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.

Mittlerweile haben verschiedene Experimente, darunter der Planck-Satellit, den kosmischen Mikrowellenhintergrund sehr genau vermessen. Tatsächlich stammt die Hintergrundstrahlung aus einer Zeit 380000 Jahre nach dem Urknall, mit dem das Universum vor fast 14 Milliarden Jahren entstand. Erst als das Universum weit genug, auf etwa 3000 Kelvin, abgekühlt war und sich Protonen und Elektronen zu Atomkernen, vornehmlich Wasserstoff, zusammenfanden, wurde es durchsichtig. Die Photonen wurden nicht mehr von den frei herumfliegenden Elektronen gestreut und daran gehindert, sich frei zu bewegen. Wegen der Expansion erreicht uns die Strahlung von damals heute im Mikrowellenbereich bei einer Temperatur von 2,7 Kelvin. Die Strahlung ist weitgehend homogen, doch auf kleinsten Skalen sind Temperaturschwankungen zu erkennen. Sie spiegeln Variationen in der Materieverteilung zu jener Zeit wider. Aus diesen Kondensationskeimen bildete sich im Lauf der Zeit die Struktur des Universums mit seinen Sternen und Galaxien, wie wir es heute kennen.

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.

Position der Sternbilder:

Im Monat März hält der Frühling Einzug am Firmament. Im Nordwesten verschwindet Andromeda am Horizont. Das Wintersechseck wandert bereits in der ersten Nachthälfte gen Westen. Orion ist im Südwesten anzutreffen. Die Zwillinge mit Kastor und Pollux finden wir noch recht hoch im Süden, gefolgt vom Sternbild Krebs mit dem Sternenhaufen Praesepe oder Krippe. Östlich davon folgt auf der Ekliptik der Löwe, und auch die Jungfrau ragt in der frühen Nacht bereits vollständig über den Osthorizont. Fast durch den Zenit läuft die Konstellation Großer Bär, zu der der Große Wagen gehört. Im Osten davon hält sich der Bärenhüter Bootes mit seinem Hauptstern Arktur auf. Tief im Nordosten zieht Herkules herauf.

Der Sternenhimmel Anfang März über Frankfurt am Main gegen 22:30h MEZ.
stellarium/F. Mokler

Lauf der Planeten:

Der innerste Planet Merkur ist diesen Monat am Abendhimmel nahe dem Westhorizont zu sehen; vom 10. bis 20. März (siehe gesonderter Hinweis) besteht die beste Abendsichtbarkeit des Jahres. Deutlich heller prangt am Abendhimmel unser Nachbarplanet Venus. Unser äußerer Nachbar, der rötliche Mars, steht dagegen am Morgenhimmel. Jupiter betritt zur Mitte der Nacht das Firmament und dominiert die zweite Nachthälfte. Der Ringplanet Saturn wird in den frühen Morgenstunden sichtbar. Uranus im Sternbild Fische lässt sich am Abendhimmel mit einem Fernglas auffinden.

Lauf des Mondes:

Am 2. März stand der Vollmond unterhalb des Sternbilds Löwe. Der abnehmende Halbmond ist am 9. des Monats in der Nähe des Schlangenträgers aufzufinden. Zu Neumond hält sich der Erdtrabant am 17. März zwischen Fischen und Walfisch auf. Der wieder zunehmende Halbmond tritt am 24. März in die Zwillinge über. Am letzten Tag des Monats ist wieder Vollmond. Dann befindet sich der Erdtrabant in der Jungfrau.

Frühlingsanfang: Am 20 März ist astronomischer Frühlingsanfang, er wird markiert von der Tag- und Nachtgleiche.

Am 24. März ist Tag der Astronomie. Das diesjährige Motto: „Das geheime Leben der Sterne“. An zahlreichen Sternwarten finden an diesem Tag bundesweit Veranstaltungen statt, ebenso in der Schweiz.

Zeitumstellung: In der Nacht vom 24. Auf dem 25. März wird die Zeit um einer Stunde vorgestellt, es gilt nun die mitteleuropäische Sommerzeit (MESZ).


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