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News: Prüfung bestanden

Das kosmologische Standardmodell lässt sich nicht erschüttern. Jetzt wiesen Forscher nach, dass sich die Schwankungen der kosmischen Hintergrundstrahlung auch in der Zahl erkennbarer Galaxien widerspiegelt. Dies ist ein weiteres Indiz dafür, dass die Hintergrundstrahlung das "Echo des Urknalls" ist.
Kosmische Hintergrundstrahlung
Die kosmische Hintergrundstrahlung ist der wichtigste Parameter im kosmologischen Standardmodell zu Ursprung und Wesen des Universums. Auch wenn sie erst 300 000 Jahre nach dem Big Bang entstand - als sich Atomkerne und Elektronen zu Atomen verbanden -, wird sie gemeinhin als "Echo des Urknalls" bezeichnet. Sie ist Ausdruck der Gleichmäßigkeit und Richtungsunabhängigkeit der physikalischen und geometrischen Parameter im Kosmos.

Abgesehen von einer generellen und gleichmäßigen Krümmung gibt es demnach keine räumlichen Strukturen. Das Universum ist als Ganzes in jeder Hinsicht homogen und isotrop, jedwede Veränderungen sind nicht räumlicher sondern allein zeitlicher Natur. Jedenfalls gilt dies, wenn der Maßstab ausreichend groß gewählt wird, so um die 1010 Lichtjahre nämlich.

Doch bei der Messung jener Hintergrundstrahlung stellte sich heraus, dass sie eben doch nicht vollkommen isotrop ist, dass ihre Temperatur in der einen Richtung höher ist als in der anderen. Der Grund für die winzigen Schwankungen der 2,7 Kelvin ist die relative Bewegung von Erde und Milchstraße im Universum. Aufgrund des Doppler-Effekts erscheint sie in Bewegungsrichtung um 0,1 Prozent wärmer und in der entgegengesetzten Richtung entsprechend kühler.

Allerdings gibt es auch andere Stimmen, die sagen, dass die beobachtete Anisotropie auch Ausdruck einer tatsächlich existierenden Richtungsabhängigkeit sein könne, das Universum also als ganzes ein Dipol ist. Oder noch schlimmer: Die kosmische Hintergrundstrahlung sei womöglich überhaupt keine kosmische Eigenschaft, sondern ein lokales Phänomen. Kurzum, an dem homogenen und isotropen Standardmodell - der so genannten Robertson-Walker-Metrik - wird noch immer gerüttelt.

Wenn die kosmische Hintergrundstrahlung in der Tat vom Urknall zeugt, dann muss sie wenigstens zwei Prüfungen überstehen. Erstens: Da sie infolge der Expansion des Universums abkühlte, muss ihre Temperatur in großer Entfernung zunehmen - denn der Blick in die Ferne ist ja immer auch ein Blick zurück in die Vergangenheit. Tatsächlich zeugen intergalaktische Moleküle von der Wirkung der ursprünglich bis zu 3000 Kelvin heißen Strahlung: Test bestanden!

Zweitens: Ist die kosmische Hintergrundstrahlung isotrop, so muss sich die gleiche Richtungsabhängigkeit auch in der Dichte der Galaxien, Radioquellen und Quasare widerspiegeln. Denn die Milchstraße - und mit ihr die Erde - bewegt sich ja in der einen Richtung auf derlei Objekte zu und in der anderen von ihnen weg. Die Folge ist, dass schwach leuchtende Quellen in Bewegungsrichtung überhaupt erst sichtbar werden, während gerade sichtbare Objekte in unserem Rücken nicht mehr wahrzunehmen sind. "Vor uns" müssten wir also mehr sehen als "hinter uns". Wäre dem nicht so, könnte das Standardmodell begraben werden.

Und auch diesen Test bestand die kosmische Hintergrundstrahlung mit Bravour. Chris Blake und Jasper Wall von der University of Oxford hatten die Kartierungen ferner Radioquellen durch das Very Large Array in New Mexico ausgewertet, einer extrem hochauflösenden, Y-förmigen Anordnung von 27, jeweils 25 Meter durchmessenden Radioantennen.

In der Verteilung kosmischer Objekte offenbarte sich tatsächlich die gleiche Anisotropie wie in der Hintergrundstrahlung. Sie hatte die gleiche Richtung und ziemlich genau die erwartete Größenordnung. Das universelle Modell hat also weiterhin Bestand: Die kosmische Hintergrundstrahlung ist kein lokales Phänomen, sie ist tatsächlich das "Echo des Urknalls".

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