Diese Beobachtung wurde 1929 von Edwin Hubble gemacht. Er fand eine spezielle Art von Sternen (sg. Cepheiden) die es im ermöglichten, die Entfernung eines dieser Nebel zu bestimmen: er lag eindeutig außerhalb der Milchstrasse!
Diese Entdeckung war der Ausgangspunkt für eine noch größere Revolution. Aus späteren Messungen folgerte Hubble, dass sich die Nebel (bzw. Galaxien) alle von uns fortbewegten und zwar umso schneller, je weiter sie entfernt sind! Daraus kann man aber auch schließen, dass sie früher viel näher beieinander waren als heute. Und ganz früher war vielleicht alle Materie des Universums an einem einzigen Punkt vereint. Das Universum schien also einen Anfang zu haben!
Auch diese Hypothese war anfangs sehr unpopulär. Es gab immer noch große Probleme bei der Bestimmung der Entfernung und des Alters der Himmelskörper. Es gab große Probleme zu erklären, wie denn die Materie überhaupt entstehen konnte (den wenn das Universum einen Anfang hat, dann ist so eine Erklärung nötig). Einer der größten Kritiker dieser Theorie war Fred Hoyle. Hoyle war ein genialer Astronom – einer der bedeutensten (vielleicht sogar der bedeutenste) Astronomen des 20. Jahrhunderts. Er löste das Problem, wie neue Elemente in Sternen entstehen können. Und er war überzeugt, dass das Universum keinen Anfang hatte. Er entwickelte die sg. “Steady-State-Theorie”, die besagt, dass das Universum sich zwar ausdehnt – es aber trotzdem keinen Anfang gegeben hat. Im durch die Ausdehnung “freiwerdenen” Raum entstünde laufend neue Materie so dass das Universum immer gleich aussieht – egal wie alt es ist. Zu seinem Ärger war es Hoyle selbst, der den Namen “Big Bang” erfand. Er verwendete diese eigentlich abwertende Bezeichung für die Theorie seiner Konkurrenten in einer öffentlichen Radiosendung und irgendwie blieb er dann hängen.
Wieder standen beide Theorien gleich gut bzw. schlecht da. Es gab keine Möglichkeit, zu entscheiden, wer Recht hatte und wer nicht. Die Astronomen entschieden mangels anderer Möglichkeiten mehr oder weniger nach Gefühl, welcher Theorie sie den Vorzug gaben. Doch in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts ging es langsam voran. Physiker berechneten, dass ein “Big Bang” eigentlich heute noch nachweisbar sein müsste – und zwar in Form einer über das ganze Universum verteilten Strahlung. Und tatsächlich gelang es 1964 Arno Penzias und Robert Wilson (mehr durch Zufall) diese kosmische Hintergrundstrahlung zu beobachten!
Nun zweifelten nur noch wenige Wissenschaftler an der Urknall-Theorie – einer davon war Fred Hoyle. Er modifizierte seine Steady-State-Theorie so, dass auch die Hintergrundstrahlung erklärt werden konnte. Aber es lief immer schlechter für seine Theorie. Allerdings gab es auch für den Urknall Probleme: Wenn die Urknall-Theorie tatsächlich die Realität beschreibt, dann durfte die Hintergrundstrahlung nicht völlig gleichförmig sein. Es musste winzig kleine Variationen geben (Variationen, die mit Hoyles Theorie nicht in Einklang zu bringen wären). Also machte man sich auf die Suche – fand aber nichts. Die Hintergrundstrahlung schien völlig gleichförmig zu sein.
Einer, der an dieser Suche maßgeblich beteiligt war, war George Smoot. Von 1976 bis 1989 arbeitete er an der Entwicklung eines Satelliten, der diese Variationen endlich aufspüren sollte. Und als der Cosmic Background Explorer (COBE) endlich die ersten Daten lieferte, konnte man 1992 die vorhergesagten Variationen der Hintergrundstrahlung tatsächlich messen!
Dieses Ergebnis stellte das Ende der Steady-State-Theorie dar und der Paradigmenwechsel hin zum Big Bang war abgeschlossen. 2006 wurde Smoot (zusammen mit John Mater) für seine Entdeckung auch mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
Ein geniales Buch
Hmm – man merkt an der Beschreibung des Inhalts (die sehr ausführlich geworden ist), dass mich dieses Buch wirklich fasziniert hat. Auch wenn ich als Astronom über viele der beschriebenen Dinge schon vorher Bescheid wusste, hat Simon Singh sie doch auch so spannende Art beschrieben und verknüpft, dass ich das Buch nicht mehr aus der Hand legen konnte. Man lernt in diesem Buch nicht nur die Hintergründe einer der wichtigsten wissenschaftlichen Theorien kennen – sondern auch die Personen, die hinter dieser Theorie stehen. Diese persönlichen Einblicke und Biografien der einzelnen Wissenschaftler machen das Buch besonders lebendig und interessant.
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