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Physik-Nobelpreis: Urknall-Echo-Forscher geehrt

Seit 13 Milliarden Jahren durchzieht die Hintergrundstrahlung den Weltraum. Mit diesem Phänomen beschäftigen sich die beiden US-Forscher John C. Mather und George F. Smoot und erhalten für ihre Arbeit nun den Physik-Nobelpreis.

Das "Echo des Urknalls" erfüllt bis heute den Kosmos. Seit mehr als 13 Milliarden Jahren schimmert das Nachleuchten des Feuerballs vom Anfang der Welt durch das Universum. Eingebrannt in diese so genannte kosmische Hintergrundstrahlung ist die Entstehungsgeschichte des Alls. Für den ersten gelungenen Schnappschuss vom ältesten Licht der Welt, eine Art "Babybild" des Universums, hat die Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag in Stockholm den US-Forschern John C. Mather und George F. Smoot den Physik-Nobelpreis 2006 zugesprochen.

Mather (60), Smoot (61) und ihr vor vier Jahren 67-jährig gestorbener Kollege David Wilkinson hatten mit Hilfe des Nasa- Satelliten "COBE" ("Cosmic Background Explorer") winzige Temperaturschwankungen in der ansonsten bemerkenswert gleichmäßigen Hintergrundstrahlung aufgespürt. Heißere Regionen sind dabei Gebiete, in denen sich die brodelnde Urmaterie verdichtete. Aus dieser Saat sind später Galaxien und Galaxienhaufen entstanden.

Der Werkzeugkasten füllt sich

"Durch ihre Arbeit haben wir ein wirklich neues Werkzeug zum Vermessen des Universums. Mit "COBE" begann das goldene Zeitalter der Kosmologie, in dem wir uns auch heute noch befinden", urteilte Lars Bergström, Astrophysiker und Mitglied des Nobelkomitees. "Die beiden haben Kosmologie zu einer Präzisionswissenschaft gemacht", pflichtete sein Fachkollege Per Carlson bei, ebenfalls Komiteemitglied.

Für die Entdeckung der Kosmischen Hintergrundstrahlung hatten bereits Arno Penzias und Robert Wilson von der US-Telefongesellschaft Bell 1978 den Physik-Nobelpreis bekommen. "COBE" hatte dann Temperaturschwankungen von nur 30 Millionstel Grad Celsius im "Urknallecho" aufgespürt, das heute nur noch mit rund 2,7 Grad über dem absoluten Nullpunkt der Temperatur (minus 273,16 Grad Celsius) glimmt.

"Da diese Strahlung einen Blick auf die Anfangszeit unseres Kosmos etwa 400.000 Jahre nach dem Urknall erlaubt, geben uns diese kleinen Temperaturunregelmäßigkeiten wichtige Hinweise auf die kosmischen Strukturen zu dieser Zeit", erklärte der Kosmologe Gerhard Börner vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching bei München.

Rezept für das Weltall

Inzwischen hat der - Wilkinson zu Ehren getaufte - "COBE"- Nachfolger "WMAP" (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) die Kosmologen mit einem sehr viel detaillierteren "Babyfoto" unseres Universums begeistert. "WMAP" kann noch Temperaturschwankungen von nur einem Millionstel Grad in Himmelsausschnitten unterscheiden, die nur ein Viertel so groß sind wie der Vollmond an unserem Firmament. Größe und Häufigkeit solcher Schwankungen hängen von Zusammensetzung und Form des Universums ab.

Und so löst die 2003 vorgestellte "WMAP"-Himmelskarte des "Urknall-Echos" nicht nur mehrere der größten kosmologischen Fragen der vergangenen Jahrzehnte, sie liefert auch ein Rezept für das Weltall. Unser Kosmos ist demnach 13,7 Milliarden Jahre alt und sehr viel merkwürdiger als manche Forscher angenommen haben: Er besteht nur zu etwa vier Prozent aus gewöhnlicher Materie, die Sterne, Planeten, Bäume und Menschen bildet.

23 Prozent trägt eine rätselhafte Dunkle Materie bei, die nicht sichtbar ist, sich aber durch ihre Schwerkraft verrät. Die Forscher vermuten, dass es sich dabei um bislang unentdeckte Elementarteilchen handeln könnte. Den weitaus größten Anteil hat mit 73 Prozent aber eine mysteriöse "Dunkle Energie", die das Universum auseinandertreibt.