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Physik: Ein Stück Urknall im Labor

Bei einer Teilchenreaktion, die für die Entwicklung in den ersten Minuten des Universums ent­scheidend war, klafften seit einigen Jahren Theorie und Beobachtung auseinander. Eine neue Messung liefert nun einen hochpräzisen Wert - und stützt das Standardmodell der Kosmologie.
Mit dem Urknall - auch Big Bang genannt - begann die Geschichte des WeltraumsLaden...

So chaotisch und wüst die Phase am Anfang des Universums war, haben Physiker inzwischen doch ein erstaunlich genaues Bild davon. In den ersten Sekunden und Minuten unseres Alls dehnte sich die heiße Elementarteilchen-Ursuppe rasch aus. Dabei kühlte sie ab, und nach und nach flockten gewissermaßen Neutronen und Protonen aus – sowie aus beiden zusammen die Kerne der Wasserstoffvariante Deuterium. Die Teilchen vereinigten sich noch zu einer größeren Menge Helium und Spuren weiterer Elemente, bevor wenige Minuten darauf der Spuk der »Nukleosynthese« wieder vorbei war.

Die Masse des Kosmos bestand nun zu drei Vierteln aus Wasserstoff und zu einem Viertel aus Helium. Praktisch alle schwereren Bewohner des Periodensystems formten sich erst viel später in Sternen und bei deren Explosionen. Gerade weil das Rohmaterial des Weltalls so rasch zusammenkam, hätten sich selbst kleinste Abweichungen bei den Verschmelzungsgeschwindigkeiten dramatisch auf das Endergebnis ausgewirkt. Darum hängen theoretische Voraussagen zur Entwicklung aller Strukturen der fol­genden Jahrmilliarden davon ab, die ersten Minuten möglichst genau zu kennen …

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  • Quelle

Mossa, V. et al.: The baryon density of the Universe from an improved rate of deuterium burning. Nature 587, 2020