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Weltmodell: Und es expandiert doch!

Ein Merkmal des Standardmodells der Kosmologie bewegt noch immer die Gemüter: Wird die »Galaxienflucht« durch die Expansion des Raums verursacht – oder handelt es sich um eine echte Fluchtbewegung?
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Eine der größten Errungenschaften der Menschheit ist die Erkenntnis, dass das Universum vor endlicher Zeit entstand und sich seitdem entwickelt. Sie wird gewöhnlich im Rahmen des Urknallmodells formuliert, das auf Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie aufbaut. Dieses Modell macht drei ungewöhnliche Aussagen.

Die erste besagt, dass das Universum aus einem heißen Urzustand hervorging, in dem sich die Materie im thermischen Gleichgewicht mit der Strahlung befand. Als die Dichte des Alls so weit absank, dass sich aus den Ionen des Plasmas elektrisch neutrale Atome bilden konnten (»Rekombination«), entkoppelte sich Strahlung von der Materie. Von diesem Ereignis, das sich etwa 400 000 Jahre nach dem Urknall ereignete, kündet die kosmische Hintergrundstrahlung, die ziemlich gleichmäßig den ganzen Raum erfüllt.

Diese Strahlung ist physikalisch durch das thermische Gleichgewicht festgelegt. Damit lässt sich ihr Spektrum durch eine so genannte Planck’sche Strahlungskurve beschreiben, deren Form außer Naturkonstanten nur von der Temperatur abhängt. Im Verlauf der Geschichte des Kosmos ist die Temperatur der Hintergrundstrahlung stetig gesunken. Entdeckt wurde die Hintergrundstrahlung 1965 durch Arno Penzias und Robert Wilson von den Bell-Laboratorien in Crawford Hill (New Jersey). Sie hatten gemessen, dass die Temperatur der Strahlung etwa 3 Kelvin beträgt, heute wird sie genauer mit 2,725 Kelvin angegeben.

Messungen des Satelliten Cobe (Cosmic Background Explorer) ergaben 1992, dass die Hintergrundstrahlung winzige Fluktuationen aufweist.

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