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Astronomie: Blick ins dunkle Zeitalter

Lange schien die erste Jahrmilliarde des Universums hoffnungslos vor Teleskopen verborgen, denn die Strahlung aus jener Zeit wurde während ihrer Reise durch den Kosmos enorm geschwächt. Doch mit Hilfe moderner Technik spüren Radioastronomen nun den Signalen aus der Frühzeit des Kosmos nach.
Landschaft mit Milchstraße am NachthimmelLaden...

Um eine vage Vorstellung von der Struktur des Universums aus irdischer Sicht zu bekommen, kann man an eine große Wassermelone denken. Unsere Milchstraße ist dann ein Kern in der Mitte. Das Weltall um uns herum – das Fruchtfleisch – enthält zahlreiche weitere Galaxien-»Kerne«, die wir von unserem zentralen Kern aus mit Teleskopen beobachten können. Licht breitet sich mit endlicher Geschwindigkeit aus. Darum erscheinen uns andere Galaxien so, wie sie in der Vergangenheit ausgesehen haben.

Die am weitesten vom Zentrum der Melone entfernten Kerne sind die jüngsten Objekte, die wir mit Hilfe von Teleskopen wahrnehmen können. Wir sehen sie zu einer Zeit, als das Universum etwa ein Dreißigstel seines heutigen Alters von 13,8 Milliarden Jahren hatte. Jenseits davon liegt die dünne grüne Schale der Wassermelone. Sie repräsentiert den gerade einmal 380 000 Jahre alten Kosmos. Er war erfüllt von einer warmen, leuchtenden Suppe subatomarer Teilchen. Wir wissen von dieser frühen kosmischen Epoche, weil wir ihr Licht detektieren können. Dessen Wellen wurden allerdings im Verlauf der langen Reise zu uns mitsamt dem übrigen Kosmos gestreckt. Es erreicht uns heute als schwaches Glimmen im Bereich der Mikrowellenstrahlung.

Zwischen der grünen Schale und dem roten Fruchtfleisch liegt ein besonders geheimnisvoller Abschnitt des beobachtbaren Universums …

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  • Quellen

Barry, N. et al.: Improving the epoch of reionization power spectrum results from Murchison Widefield Array season 1 observations. Astrophysical Journal 884, 2019

Bowman, J. D. et al.: An absorption profile centred at 78 megahertz in the sky-averaged spectrum. Nature 555, 2018

Loeb, A.: The optimal cosmic epoch for precision cosmology. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2012

Mao, Y. et al.: How accurately can 21 cm tomography constrain cosmology? Physical Review D 78, 2008