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Die Geschichte des Kosmos. Vom Urknall bis zum Universum der Zukunft.

Aus dem Amerikanischen
von Margit Röser.
Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1996.
284 Seiten, DM 68,-.

Naheliegend ist zunächst die chronologische Darstellung. Von der Planck-Ära, die sich über die ersten 10-43 Sekunden des Urknalls erstreckte, bis zu dem Universum, wie wir es heute vorfinden, führt eine vielgliedrige kausale Kette. Deren vorläufiges Ende zeigt Galaxien wie das Milchstraßensystem, in denen Sterne wie die Sonne kreisen, die von Planeten wie der Erde umrundet werden.

Die Richtung der wissenschaftlichen Erkenntnis verläuft allerdings andersherum. Von den vielen Gliedern der kosmischen Kausalkette ist uns das letzte am besten bekannt. Die Planck-Ära dagegen liegt im kaum differenzierbaren Dunkel; denn zu ihrem Verständnis wäre eine weiterentwickelte Quantentheorie der Gravitation erforderlich.

Beginnend auf der recht gesicherten Basis des gegenwärtig und in der näheren kosmischen Umgebung Meßbaren wagen sich die Kosmologen in breiter Front hinaus in immer weniger übersichtliches Gelände, um schließlich zum Anfang der Zeit vorzudringen. Weite Bereiche der Astronomie dienen dabei der Orientierung. Unsere physikalische Vorstellung vom Urknall ist die Quintessenz des aktuellen astronomischen und quantenmechanischen Wissens.

Während Joseph Silk, Professor für Physik und Astronomie an der Universität von Kalifornien in Berkeley sowie international renommierter Autor populärwissenschaftlicher Bücher, die Geschichte des Kosmos erzählt, streift er konsequenterweise nahezu die gesamte moderne Astronomie. Der Aufbau des Buches folgt der Chronologie. Aber wenn Silk ein Glied der kausalen Kette vorstellt, teilt er dem Leser zugleich mit, wie es sich in das Gesamtbild einfügt.

Was wissen wir etwa über die ersten 10-33 Sekunden? Obwohl nach Albert Einsteins Relativitätstheorie jede noch so starke positive oder negative Krümmung der vierdimensionalen Raumzeit möglich ist, beobachten die Astronomen selbst über Entfernungen von vielen Milliarden Lichtjahren ein innerhalb der Meßgenauigkeit flaches Universum. Ei-ne starke positive Krümmung etwa müßte sich in einer signifikanten Zunahme der Galaxienhäufigkeit mit wachsender kosmischer Entfernung bemerkbar machen, was man bei entsprechenden Zählungen aber nicht gefunden hat.

Flachheit ebenso wie die räumliche Gleichförmigkeit des heutigen Universums sind elegant zu erklären durch eine sogenannte inflationäre Phase, in der das All exponentiell expandierte. "Gerade so, wie die anfänglichen Runzeln eines Ballons beim Aufblasen geglättet werden, so sollte auch das inflationär vergrößerte Universum glatt und gleichförmig erscheinen" (Seite 97).

Die ersten drei Minuten erschließen sich aus den relativen Häufigkeiten der Atome von Wasserstoff, Deuterium, Helium und Lithium im Weltall. Silk zeigt, wie deren aus Beobachtungen ermittel-tes Mengenverhältnis außerdem Rückschlüsse auf die weitgehend noch rätselhafte dunkle Materie erlaubt, die mindestens 90 Prozent der Gesamtmasse des Kosmos ausmachen soll.

Noch etwa 300000 Jahre nach dem Anfang brannte das Feuer des Urknalls: Bis dahin war alle Materie ein heiß glühendes, undurchsichtiges Plasma aus Atomkernen und freien Elektronen. Erst danach kühlte sie so weit ab, daß sich die Teilchen zu neutralen Atomen zusammenfinden konnten, womit ein transparentes Gas entstand. Aus der Epoche der Rekombination ist eine leuchtende Wand am Rande des sichtbaren Universums zurückgeblieben. Da sie sich jedoch wegen der allgemeinen Expansion des Universums fast mit Lichtgeschwindigkeit von uns fortbewegt, erscheint sie uns nicht als sichtbares Licht, sondern stark rotverschoben: als kosmische Hintergrundstrahlung im Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums.

Dieser Strahlung widmet sich Silk besonders ausführlich, denn ihre Unregelmäßigkeiten, die der Satellit COBE (Cosmic Background Explorer) gründlich kartiert hat, spiegeln die Keime der späteren großräumigen Materieverteilung wider (Spektrum der Wissenschaft, Juni 1992, Seite 18).

Diesseits der Feuerwand spielten sich die restlichen 99,998 Prozent der kosmischen Geschichte ab, die aber relativ wenige Glieder der Kausalkette enthalten. Sie liegen sozusagen direkt vor unseren mit High-Tech-Teleskopen bewaffneten Augen: Von den entferntesten, gerade noch registrierbaren Galaxien (Spektrum der Wissenschaft, Juli 1997, Seite 42) ist das Licht allenfalls etwas mehr als 10 Milliarden Jahre unterwegs. Zu späteren Zeiten reicherte sich die kosmische Materie mehr und mehr mit schweren Elementen an, die im Inneren der Sterne durch Kernfusion erzeugt wurden. Aus solchen schweren Elementen formte sich schließlich auch unsere Erde.

Silk erzählt die Geschichte des Kosmos so, daß ihm jeder naturwissenschaftlich interessierte Leser folgen kann. Viele beeindruckende Photos und didaktisch durchdachte, durchgängig farbige Diagramme erleichtern die Lektüre zusätzlich. Der Autor schreibt locker und umgeht knifflige Erklärungen durch meist sehr treffende sprachliche Bilder.

Genau hier liegen aber auch die Mängel des Buches: Vom stofflichen Umfang entspricht es durchaus einer zweisemestrigen Hochschulvorlesung zur Einführung in die moderne Kosmologie; doch es vermittelt nicht die wissenschaftliche Methodik und ist an einigen Stellen begrifflich unsauber.

Das sollte jedoch interessierte Laien, angehende Studenten oder Wissenschaftsjournalisten, die sich einen umfassenden Überblick über das Thema verschaffen wollen, nicht vom Kauf des Buches abhalten. Selbst Fachleuten sei es als Urlaubs- oder Bettlektüre empfohlen – sie werden darin mit Sicherheit Anregungen für ihre didaktischen Aufgaben finden.



Aus: Spektrum der Wissenschaft 9 / 1997, Seite 116
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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