Blick in die Kinderstube des Universums

21. März 2013, 16:52 Uhr

Das Teleskop "Planck" hat das älteste Licht des Universums so präzise eingefangen wie nie zuvor. Die Aufnahme verändert unser Verständnis vom Kosmos, jubelt die europäische Raumfahrtbehörde Esa. Von Lea Wolz

Esa, Planck, All, Alter, Weltraum, Kosmos, Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching

Was für astronomisch Unbedarfte an einen schmutzigen Rugby-Ball erinnern mag, ist für Kosmologen "eine Goldgrube"©

Ein "Babyfoto" des Universums stellte die Europäische Weltraumbehörde (Esa) heute in Paris vor. Das Licht, das aus der Zeit kurz nach der Geburt des Weltalls stammt, hat der Forschungssatellit "Planck" vermessen, der seit 2009 im Weltall ist. Die Reststrahlung des Urknalls verrät mehr darüber, wie unser Universum entstanden ist und aus was es sich zusammensetzt.

"Wir verstehen die Geschichte des Universum nun viel besser", sagt Torsten Enßlin vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching (MPI) stern.de. Gemeinsam mit einem MPI-Team hat er die Daten des "Planck"-Satelliten mit ausgewertet. Die Präsentation des bis jetzt detailliertesten Bildes des frühen Universums hatten Astrophysiker weltweit mit Spannung erwartet. "Sie ist wie ein Fingerabdruck, an dem wir ablesen können, welche Prozesse sich im frühen All abgespielt haben", sagt MPI-Wissenschaftler Enßlin.

Ein schmutziger Rugby-Ball

Auf den ersten Blick ist die Aufnahme allerdings recht unspektakulär, manchen mag sie an einen schmutzigen Rugby-Ball oder moderne Kunst erinnern, räumte George Efstathiou, Astrophysiker an der Universität Cambridge, bei der Präsentation der Daten ein. "Doch für uns Kosmologen ist es eine Goldgrube", sagte er.

Die Himmelskarte zeigt das älteste Licht des Universums, das aus einer Zeit stammt, als das All erst 380.000 Jahre alt war. Zu dieser Zeit kühlte die heiße und dichte Ursuppe aus Protonen, Elektronen und Photonen ab, die ersten Wasserstoffatome bildeten sich. Dabei blieben jedoch Photonen übrig, die noch heute durchs All geistern. Sie sind als kosmische Mikrowellenstrahlung nachweisbar - und ermöglichen einen Blick zurück in die Kinderstube des Universums.

Auf der nun veröffentlichten "Planck"-Karte sind winzige Temperaturunterschiede der Mikrowellenstrahlung abgebildet. Rote Punkte zeigen etwas heißere Regionen, blaue kühlere. "Allerdings handelt es sich dabei um Abweichungen im Bereich von Millionstel-Bruchteilen eines Grades", sagt Enßlin."Diese Unterschiede decken sich mit Regionen unterschiedlicher Dichte, die es in der Frühzeit des Universums gab. Aus diesen winzigen Unregelmäßigkeiten sind später Galaxien entstanden."

Ein "fast perfektes" Universum

Ein "fast perfektes Universum" habe Planck gefunden, berichtete die Esa. Die "Planck"-Daten präzisieren die Erkenntnisse der beiden Vorgängermissionen COBE (1989) und WMAP (2001) der US-Raumfahrtbehörde Nasa, die ebenfalls die minimalen Temperaturschwankungen im Mikrowellen-Hintergrund untersucht hatten.

2010 hatte die Esa erstmals eine komplette Himmelskarte veröffentlicht, die auf den Daten des "Planck"-Teleskops basierte. Seitdem waren die Forscher damit beschäftigt, überflüssige Informationen - wie etwa die Strahlung von Objekten wie Galaxienhaufen, Quasaren oder unserer Milchstraße - aus dieser Karte herauszurechnen. Nur so gelang es, die Unterschiede in der Mikrowellenstrahlung kenntlich zu machen.

Die neuen Erkenntnisse decken sich mit dem Standardmodell der Kosmologie. Demnach gab es kurz nach dem Urknall eine Phase der Expansion, in der sich der Raum explosionsartig ausdehnte. Die neuen Daten zeigen auch: Unser Universum ist älter als gedacht, der Urknall fand vor 13,82 Milliarden Jahren statt - statt wie bisher angenommen vor 13,7 Milliarden Jahre.

Auch die Erkenntnisse über die Zusammensetzung des Alls wurden den Angaben zufolge durch die "Planck"-Daten weiter präzisiert. Die "normale Materie", aus der Galaxien, Sterne und auch die Erde bestehen, trägt demnach lediglich 4,9 Prozent zur Massen- und Energiedichte des Universums bei. Auf die sogenannte "Dunkle Materie", die sich nur über den Einfluss ihrer Schwerkraft bemerkbar macht, entfällt ein Anteil von fast 26,8 Prozent - das ist fast ein Fünftel mehr als bislang angenommen. Hingegen fällt die rätselhafte "Dunkle Energie", die für die immer schnellere Ausdehnung des Universums verantwortlich gemacht wird, weniger ins Gewicht als bisher vermutet.

Ungeklärte Phänomene

Doch das Universum ist trotzdem nur "fast perfekt", denn einige Ungereimtheiten bleiben. So habe "Planck" etwa einen "kalten Fleck" entdeckt, der größer sei als vermutet, sagt Enßlin. "Das könnten Hinweise auf eine Physik jenseits des kosmologischen Standardmodells sein." Diese und andere offene Fragen werden die Forscher in den kommenden Jahren noch beschäftigen.

Denn: "Bis jetzt ist etwa nur die Hälfte der bisher von 'Planck' gesammelten Daten veröffentlicht", sagt Enßlin. Viel mehr neue Einblicke ins Universum wird das Esa-Teleskop aber auch nicht mehr aus dem All zur Erde funken - denn das Kühlmittel ist bereits zu Neige gegangen. Zwar läuft der Satellit noch immer, doch spätestens Ende des Jahres dürften auch die letzten Messinstrumente ihren Dienst verweigern, gab die europäische Raumfahrtbehörde heute bekannt.

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