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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.
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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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