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Kosmologie: Urknall nicht Quelle für Lithium-6

Warum unterscheidet sich der Gehalt an Lithium-6 im All von den theoretischen Vorhersagen? Ein Experiment unter Urknallbedingungen gibt Aufschluss.
Entwicklung des Kosmos, Zeitachse des UniversumsLaden...

Die einzigen Elemente, die vor der Geburt von Sternen und Galaxien im All entstanden, waren Wasserstoff, Helium und Lithium: Sie bildeten sich schon in den ersten Minuten nach dem Urknall. Die Menge des Isotops Lithium-6 im Weltraum unterscheidet sich allerdings deutlich von dem, was verschiedene Theorien zur Entstehung des Alls vorhergesagt haben – ein Mysterium, das Astronomen bis heute beschäftigt. Ein Experiment im Gebirgsmassiv Gran Sasso in Italien stellte jetzt die Produktionsbedingungen der so genannten primordialen Nukleosynthese im Labor nach, um auf diese Weise das gewünschte Lithium-6 zu erzeugen. Dazu beschossen die Forscher um Michael Anders vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf unter hohem Energieaufwand Deuterium mit Helium – sein Team hatte so bereits vor einigen Jahren das ebenfalls stabile Isotop Lithium-7 experimentell erzeugt, das neben drei Protonen über vier Neutronen verfügt.

Die gewonnenen Daten bestätigen nun zwar die theoretischen Vorhersagen, doch passen diese eben nicht mit den tatsächlich gemessenen Lithiumkonzentrationen im All zusammen. Die Theorie der primordialen Nukleosynthese scheint allen bisherigen Laborversuchen zufolge also korrekt, doch bleibt damit weiterhin ungeklärt, woher die gegenwärtigen Lithiummengen im Kosmos stammen. Unter anderem deuten Anders' Ergebnisse an, dass eine Studie aus dem Jahr 2006 dringend überprüft werden muss, laut der in den ältesten Sternen des Universums deutlich mehr Lithium-6 vorhanden sei, als die theoretischen Vorhersagen nahelegten. Dieses Lithium könne dann nicht während des Urknalls entstanden sein, so der ebenfalls beteiligte Helmholtz-Physiker Daniel Bemmerer.

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