Heute startet ja – hoffentlich – der Planck-Satellit, der den Mikrowellenhintergrund genauer vermessen soll. Eine gute Gelegenheit, drauf zu schauen wie diese Hintergrundstrahlung erstmals gemessen wurde.

Die Bell Laboratories waren für die Kommunikation zuständig, und sie hatten eine riesige Hornantenne errichtet. Man hatte außerdem einen riesigen Ballon (Echo) in einen Orbit gebracht. Dieser Ballon hatte eine metallen reflektierende Außenhautbeschichtung und wurde als passiver Satellit eingesetzt, der die Signale der Antenne reflektieren konnte. Aber 1962 begann mit Telstar das Zeitalter der Kommunikationssatelliten mit aktivem Transmitter, und die Holmdell Antenne wurde nicht mehr dazu gebraucht.
Glücklicherweise überließ man sie zwei Wissenschaftlern zum Rumspielen. Arno Penzias (der als Kind aus Nazi-Deutschland hatte fliehen müssen) und Robert Wilson begannen, ins Weltall zu hören.

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Sie konnten Radiosignale aus dem All messen, und versuchten zunächst, Rauschsignale so weit wie möglich herauszufiltern. Dazu wurde der Transmitter mit flüssigem Helium gekühlt, aber es half nichts: Man hatte immer noch ein Rauschen von 3 Kelvin übrig, das unerklärlich war.
Also tat man das naheliegende – man machte die Tauben dafür verantwortlich, die in der Antenne saßen. Die Tauben wurden gefangen und weggebracht, und der systematische Fehler Taubenkacke beseitigt. Aber die Tauben kamen wieder – man hatte sie wieder freigelassen und Tauben tun was Tauben tun – heimfliegen. Nach einigen Gewehrschüssen (ja, für die Wissenschaft mussten Vögel ihr Leben lassen) und weiterem Schrubben war klar: Das Signal ist immer noch da.
Schließlich fand man im Gespräch mit theoretischen Physiker aus Princeton heraus: Als Überbleibsel vom frühen Universum erwartet man Photonen. Das sich die Raumzeit ausgedehnt hat, liegen diese heute in einem Wellenbereich der Photonen entspricht, die einem Schwarzkörper von 3 K entweichen. Hey die Zahl passte! Penzias und Wilson hatten den Mikrowellenhintergrund gemessen – das erwartete, gleichmäßig verteilte Signal aus dem frühen heißen Universum – und erhielten dafür 1978 den Nobelpreis in Physik.
Die Antenna, samt Taubenfallen, wurde 1990 unter Denkmalschutz gestellt und ist Teil einer Ausstellung des Smithsonian Museum, zu der auch die Online-Version der Taubenfalle gehört!
In weiteren Satellitenmissionen konnte man dann beweisen, dass der Hintergrund tatsächlich einem Schwarzkörperspektrum entspricht und sehr isotrop verteilt ist (also gleich aus allen Richtungen). Aber es gibt doch ein paar kleine Inhomogenitäten, kleinste Abweichungen vom Mittelwert in denen sich vielleicht Informationen verstecken, wie das Universum entstanden ist. Und genau das soll jetzt Planck genau vermessen!

Dieser Artikel ist eine modifizierte Version eines früheren Artikel in meinem alten englischen Blog

Kommentare (1)

  1. #1 Henning
    05/14/2009

    Die Illustration zum CMB: http://xkcd.com/54/