Astronomie und Praxis - Beobachtung: Kosmologie mit Kaninchendraht und Wasser
Ist es möglich, mit einfachen Mitteln kosmologische Beobachtungen durchzuführen? Um diese Frage zu beantworten, machten sich zwei Amateurastronomen auf, das Echo des Urknalls einzufangen. Für ihr »Berlin Cosmic Microwave Experiment« (BECOME) entwickelten sie mit einfachen Mitteln ein kostengünstiges Radioteleskop.
Kurze Zeit nach dem Urknall
war das Universum mit einem
nahezu gleichmäßig verteilten,
extrem heißen Plasma erfüllt.
Das Charakteristische an diesem Zustand
stellte die enge Kopplung zwischen Licht
und Materie dar. So konnten sich Lichtquanten,
die Photonen, nicht frei ausbreiten,
sondern wurden permanent an
den umherirrenden elektrisch geladenen
Elektronen und Atomkernen gestreut oder
von ihnen absorbiert.
Der Raum expandierte, und das Plasma
kühlte sich ab. Rund 380 000 Jahre nach
dem Urknall sank die Temperatur unter
3000 Kelvin, so dass sich die im Plasma
vorhandenen Elektronen und Protonen zu
elektrisch neutralen Wasserstoffatomen
vereinen konnten. Ab jenem Zeitpunkt
breiteten sich die Photonen frei aus, das
Universum wurde für Licht durchsichtig.
Im expandierenden Raum vergrößerte
sich die Wellenlänge des Lichts. Deshalb
sind die einst im sichtbaren Bereich des
elektromagnetischen Spektrums freigesetzten
Photonen heute, 13,7 Milliarden
Jahre nach dem Urknall, bei einer tausendfach
größeren Wellenlänge zu beobachten,
nämlich im Mikrowellenbereich. Ein Nachweis
des primordialen Feuerballs erfordert
somit eine Radioantenne und einen empfindlichen
Empfänger.
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