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Themen der Wissenschaft: KOSMOLOGIE: Schallwellen in der Ursuppe
Das vielleicht bedeutendste Rätsel, das sich den Astronomen
heute stellt, ist die Dunkle Energie. Sie trägt den größten Teil zur
Energiedichte des Kosmos bei und treibt die beschleunigte
Expansion des Raums an. Neue Erkenntnisse über die unbekannte
Größe könnten akustische Wellen erbringen, die sich kurz
nach dem Urknall im heißen Plasma ausbreiteten und die in der
heute beobachtbaren Verteilung der Galaxien Spuren hinterließen.
Vor etwa achtzig Jahren gelang
dem US-amerikanischen Astronomen
Edwin P. Hubble
(1889 – 1953) eine Entdeckung,
die den Grundstein zur modernen Kosmologie
legte: Das Spektrum der Galaxien, die
er beobachtete, war ein wenig zum langwelligen,
also röteren Bereich des Spektrums
hin verschoben. Als Hubble dann
ihre Entfernung maß, stellte er fest, dass
die Rotverschiebungen der Spektren mit
zunehmender Entfernung der Galaxien
größer wurden. Er hatte eine Beziehung
zwischen der Entfernung und der Rotverschiebung
gefunden [1].
Die kosmologische Rotverschiebung
der Galaxien wurde zunächst fälschlich als
Dopplereffekt interpretiert. Hierunter versteht
man die geschwindigkeitsabhängige
Änderung der Wellenlänge einer sich
vom Beobachter entfernenden Licht- oder
Schallquelle. Bewegt sich eine Lichtquelle
auf den Beobachter zu, so erscheinen die
Wellenlängen der von ihr ausgesandten
Strahlung verkürzt und somit blauverschoben.
Entfernt sich die Quelle, so erscheinen
die Wellenlängen vergrößert,
also rotverschoben.
In Bezug auf die Galaxien erwies sich
diese Sichtweise als unzutreffend: Zwar
bewegen sich tatsächlich alle Galaxien
von allen anderen Galaxien weg. Es ist
aber nicht so, dass sie sich im Raum bewegen,
sondern der Raum selbst ist es, der
sich seit dem Urknall immer weiter ausdehnt
und die Galaxien dabei mit sich
führt. Das von einer Lichtquelle ausgesandte
Licht wird daher nicht rotverschoben,
weil sie sich von uns wegbewegt, sondern
weil sich der Raum ausdehnt,
während das Licht unterwegs ist. Dadurch
werden Wellentäler und -berge auseinandergezogen,
das Licht also langwelliger
und damit röter.
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