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KOSMOLOGIE: Das Licht zwischen den Galaxien

Fast seit Anbeginn der Zeit durchfluten die von unzähligen Galaxien ausgesandten Lichtquanten den Weltraum. Allmählich beginnen Astronomen die im extragalaktischen Hintergrundlicht versteckten Informationen zu verstehen.
Der Kugelsternhaufen NGC 1783 in der Großen Magellanschen Wolke (Aufnahme des Weltraumteleskops Hubble)Laden...

Warum ist der Nachthimmel dunkel? Das Universum enthält doch Milliarden Galaxien, in denen jeweils Milliarden Sterne seit Milliarden Jahren leuchten – also müsste das All von Licht geradezu überschwemmt werden! Schon 1823 formulierte der deutsche Astronom Wilhelm Olbers (1758 – 1840) dieses nach ihm benannte Paradoxon, und seither grübeln Astronomen und Philosophen über eine Erklärung für die nächtliche Finsternis.

Jedenfalls birgt das Universum mehr Licht, als wir mit bloßem Auge sehen können. Selbst weit entfernt von unserer Sonne und den Sternen der Milchstraße sind die riesigen Räume zwischen den Galaxien nicht absolut schwarz, sondern vom so genannten extragalaktischen Hintergrundlicht erfüllt. Dieses Licht – mit Wellenlängen zwischen Ultraviolett und Infrarot – besteht aus den von allen Sternen und Galaxien im Lauf der gesamten kosmischen Geschichte ausgesandten Lichtquanten (Photonen). Das Hintergrundlicht wirkt so schwach, weil der extragalaktische Raum gegenüber der Anzahl aller einst oder heute leuchtenden Galaxien überwältigend groß ist. Obendrein breiten sich die Photonen infolge der Expansion des Weltalls über ein ständig wachsendes Volumen aus und werden mit der Zeit quasi verdünnt. Aus dem gleichen Grund erfährt das Licht ferner Galaxien zudem eine starke Rotverschiebung und gerät dadurch teilweise oder ganz aus dem sichtbaren Bereich ins tiefe Infrarot.

Zwar erkannten Astronomen schon vor einiger Zeit, dass es ein extragalaktisches Hintergrundlicht geben muss, sie konnten es aber nicht exakt messen. Erst 2012 und 2013 gelang es zweien von uns (Domínguez und Primack) zusammen mit anderen Forschern, den schwachen Schein mit Hilfe weltraumgestützter und irdischer Teleskope eindeutig zu quantifizieren. Da die Sterne zum extragalaktischen Hintergrund entweder direkt mit ihrem Licht beitragen oder indirekt mit der langwelligeren Wärmestrahlung aufgeheizten Staubs, speichert der Hintergrund gleichsam die Erinnerung an Sternentstehung und Galaxienentwicklung zu verschiedenen Zeiten der kosmischen Geschichte. ...

Juli 2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juli 2016

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  • Quelle

Domínguez, A. et al.: Detection of the Cosmic Gamma-ray Horizon from Multiwavelength Observations of Blazars. In: Astrophysical Journal 770, 77, 2013