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Themen der Wissenschaft: KOSMOLOGIE: Schallwellen in der Ursuppe

Das vielleicht bedeutendste Rätsel, das sich den Astronomen heute stellt, ist die Dunkle Energie. Sie trägt den größten Teil zur Energiedichte des Kosmos bei und treibt die beschleunigte Expansion des Raums an. Neue Erkenntnisse über die unbekannte Größe könnten akustische Wellen erbringen, die sich kurz nach dem Urknall im heißen Plasma ausbreiteten und die in der heute beobachtbaren Verteilung der Galaxien Spuren hinterließen.
Vor etwa achtzig Jahren gelang dem US-amerikanischen Astronomen Edwin P. Hubble (1889 – 1953) eine Entdeckung, die den Grundstein zur modernen Kosmologie legte: Das Spektrum der Galaxien, die er beobachtete, war ein wenig zum langwelligen, also röteren Bereich des Spektrums hin verschoben. Als Hubble dann ihre Entfernung maß, stellte er fest, dass die Rotverschiebungen der Spektren mit zunehmender Entfernung der Galaxien größer wurden. Er hatte eine Beziehung zwischen der Entfernung und der Rotverschiebung gefunden [1]. Die kosmologische Rotverschiebung der Galaxien wurde zunächst fälschlich als Dopplereffekt interpretiert. Hierunter versteht man die geschwindigkeitsabhängige Änderung der Wellenlänge einer sich vom Beobachter entfernenden Licht- oder Schallquelle. Bewegt sich eine Lichtquelle auf den Beobachter zu, so erscheinen die Wellenlängen der von ihr ausgesandten Strahlung verkürzt und somit blauverschoben. Entfernt sich die Quelle, so erscheinen die Wellenlängen vergrößert, also rotverschoben. In Bezug auf die Galaxien erwies sich diese Sichtweise als unzutreffend: Zwar bewegen sich tatsächlich alle Galaxien von allen anderen Galaxien weg. Es ist aber nicht so, dass sie sich im Raum bewegen, sondern der Raum selbst ist es, der sich seit dem Urknall immer weiter ausdehnt und die Galaxien dabei mit sich führt. Das von einer Lichtquelle ausgesandte Licht wird daher nicht rotverschoben, weil sie sich von uns wegbewegt, sondern weil sich der Raum ausdehnt, während das Licht unterwegs ist. Dadurch werden Wellentäler und -berge auseinandergezogen, das Licht also langwelliger und damit röter.
Oktober 2009

Dieser Artikel ist enthalten in Sterne und Weltraum Oktober 2009

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