Mit den Ursprüngen des Universums und dessen heute noch beobachtbaren
Spuren beschäftigte sich der Vortrag von Physik Nobelpreisträger George Smoot. “CSI: Cosmic Scene Investigator. The of the Univeres – Relics of Creation” war der vielversprechende Titel.
Smoot began mit einer einfachen Frage:
“Warum gibt es so viele Galaxien?”.
Von
denen gibt es im Universum ja immerhin einige hundert Milliarden. Wo
kommen die alle her – und wie sind sie alle entstanden? Zur
Beantwortung dieser Frage musste Smoot ein bisschen weiter ausholen.
In der Astronomie hat man ja das Glück, nicht nur sehr weit
entfernte Dinge sehen zu können – sondern auch Objekte, die sehr weit
in der Vergangenheit liegen! Je weiter weg sich ein Himmelskörper
befindet, desto länger braucht auch das Licht zu uns. Sehen wir den
Andromedanebel, dann braucht das Licht von dort etwa 2.5 Millionen
Jahre, bis es bei uns ist. Wir sehen Andromeda also so, wie sie vor 2.5
Millionen Jahren ausgesehen hat.
Dieser Effekt erlaubt es den Wissenschaftlern, weit in die
Vergangenheit unseres Universums zu blicken. Allerdings kommt hier noch
ein weiterer Faktor ins Spiel: das Universum hat sich seit seiner
Entstehung ausgedehnt – und die Wellenlänge der Strahlung, die von
einer bewegten Quelle ausgesandt wird,ändert sich (“Doppler-Effekt”).
Manchmal verschiebt sie sich so weit, dass wir das Licht gar nicht mehr
sehen können. Die sogenannte “Hintergrundstrahlung” – also die
Strahlung, die ein Überbleibsel des Urknalls ist – ist so weit
verschoben, dass man im Mikrowellenbereich suchen muss, um sie noch
beobachten zu können.
Diese Hintergrundstrahlung wurde sehr erfolgreich zuerst vom COBE-Satelliten beobachtet; danach noch genauer von WMAP.
Mit WMAP war es möglich, die winzig kleinen Unregelmäßigkeiten in
dieser Hintergrundstrahlung zu detektieren. Wenn beim Urknall alles
schön “ordentlich” und symmetrisch abgelaufen wäre, dann wäre auch die
Hintergrundstrahlung überall gleich. WMAP hat aber etwas anderes
beobachtet:
Man
erkennt hier deutlich jede Menge Unregelmäßigkeiten in der Intensität
der Hintergrundstrahlung (angezeigt durch die verschiedenen Farben).
Und genau diese Unregelmäßigkeiten sind auch der Grund für die hohe
Anzahl der Galaxien und deren Verteilung.
Den ganz zu Begin unseres Universums, als es noch unvorstellbar klein war, beeinflussten Quantenfluktuationen
seine Struktur. Der “leere Raum” ist nämlich genaugenommen gar nicht
leer – er ist ständig in Bewegung und auf Quantenebene werden immer
wieder neue Teilchen erzeugt und sofort wieder vernichtet. Dieser
wilde, unregelmäßige Zustand der ganz zu Beginn herrschte, wurde im
Laufe der Entwicklung des Universums quasi “aufgeblasen”, solange, bis
sich daraus die heutigen großen, kosmologischen Strukturen gebildet
habe.
Unsere Milchstrasse ist also das Resultat einer
unvorstellbar kleinen Quantenfluktuation in der Anfangszeit des
Universums. Und das es von dieses Fluktuationen einige hundert
Milliarden auf engstem Raum geben kann, ist unser heutiges Universum
auch von einer entsprechenden Anzahl von Galaxien bevölkert!
Hier kann man sich übrigens die Vorträge nochmal online ansehen
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