Das beste Babybild des Universums

21. März 2013, 20:53
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Weltraumteleskop Planck liefert Aufnahme vom "ältesten Licht" im Kosmos - Daten zeigen: Das All ist älter und enthält mehr Dunkle Materie als angenommen

Paris/Wien - Auf den ersten Blick sieht das Bild aus wie ein apart bemaltes, umgefallenes Osterei. Für Astrophysiker verbirgt sich in der hochaufgelösten 15-Millionen-Pixel-Aufnahme nicht mehr und nicht weniger als die Geschichte und die Zukunft unseres Universums - und versetzte die wissenschaftliche Community prompt in helle Begeisterung.

Das am Donnerstag in der Pariser Zentrale der Europäischen Raumfahrtagentur (Esa) präsentierte Bild stammt vom Weltraumteleskop Planck, das sich auf die Suche nach Zeugnissen aus der Frühzeit des Universums gemacht hat. Oder anders formuliert: nach dem ältesten Licht im Kosmos. Das gab es nämlich nicht von Beginn an: Erst rund 380.000 Jahre nach dem Urknall formten sich in einer extrem dichten und heißen Suppe die ersten Wasserstoffatome aus Protonen und Elektronen.

Fernes Urknall-Echo

Doch es blieben auch Photonen übrig. Und die erlauben den Forschern einen Blick zurück in die Zeit, bevor sich aus winzigen Unregelmäßigkeiten die Sterne und Galaxien bildeten. Wegen der sich beschleunigenden Ausdehnung des Weltalls ist das Licht von damals als Mikrowellenstrahlung messbar, die gleichsam ein fernes Echo des Urknalls liefert. Diese Hintergrundstrahlung weist jedoch winzige Temperaturunterschiede auf, die sich mit dem Weltraumteleskop Planck in bisher unerreichter Genauigkeit messen ließen.

Rote Regionen auf dem nun vorgestellten Planck-Bild des Mikrowellenhintergrunds sind etwas wärmer, blaue Regionen dagegen etwas kälter - dabei geht es freilich um Millionstel-Bruchteile eines Grades. Hauptsächlich ging es freilich darum, Störfaktoren aus dem Bild zu entfernen wie Signale aus der Milchstraße und weiter entfernten Galaxien.

Dem sogenannten kosmologischen Standardmodell zufolge entstanden diese Schwankungen unmittelbar nach dem Urknall und wurden dann innerhalb eines kurzen Zeitraums beschleunigter Expansion, auch Inflation genannt, auf kosmologische Ausmaße ausgedehnt. Grundsätzlich liefern die neuen Planck-Daten eine Bestätigung dieses Modells, "wenn auch einige rätselhafte Phänomene uns keine andere Wahl lassen, als gewisse grundsätzliche Annahmen zu überdenken", wie es einer der beteiligten Forscher formulierte.

Alter und Zusammensetzung des Kosmos' korrigiert

Die Daten von Planck korrigierten aber auch einige der bisherigen Kerndaten über unser Universum: Es dürfte nicht 13,75, sondern 13,81 Milliarden Jahre alt sein - mit einer Schwankungsbreite von 50 Millionen Jahren. Auch seine Zusammensetzung stellt sich etwas anders dar, als man dachte: Die gewöhnliche Materie scheint 4,9 Prozent des Weltalls auszumachen (statt 4,5 Prozent), die Dunkle Materie 26,8 Prozent (statt 22,7) und die Dunkle Energie 68,3 Prozent (statt 72,8).

Überrascht sind die Astronomen unter anderem von Asymmetrien in den Fluktuationen, was darauf hindeutet, dass unser Universum im großen Maßstab nicht überall gleich aussieht. Warum das so ist, ist den Forschern - noch - ein völliges Rätsel. (tasch, DER STANDARD, 22.03.2013)

  • Bild des ältesten Lichts im Kosmos. Als es entstand, war das Universum gerade erst 380.000 Jahre alt: Winzige Temperaturschwankungen verweisen auf spätere Entwicklungen.
    foto: esa and the planck collaboratio

    Bild des ältesten Lichts im Kosmos. Als es entstand, war das Universum gerade erst 380.000 Jahre alt: Winzige Temperaturschwankungen verweisen auf spätere Entwicklungen.

  • Das neue Bild der Kosmischen Hintergrundstrahlung von Planck im Vergleich zum bisher besten Bild, das der NASA-Satellit WMAP innerhalb von neun Jahren aufnahm. Die Planck-Daten haben eine rund zehnmal größere Präzision und enthalten weniger Störsignale und Messfehler.
    foto: esa, planck collaboration / nasa, wmap science team

    Das neue Bild der Kosmischen Hintergrundstrahlung von Planck im Vergleich zum bisher besten Bild, das der NASA-Satellit WMAP innerhalb von neun Jahren aufnahm. Die Planck-Daten haben eine rund zehnmal größere Präzision und enthalten weniger Störsignale und Messfehler.

  • Eine andere Aufnahme von Planck zeigt die Verteilung von Masse im Kosmos. Bereiche mit geringeren Massen erscheinen heller, größere Masse-Konzentrationen sind dunkler dargestellt. Der graue Streifen in der Mitte stammt von unserer Milchstraße, die dem Weltraumteleskop die Sicht auf dahinter liegende Regionen nahm. Die neuen Daten weisen darauf hin, dass der Anteil an Dunkler Materie offenbar höher ist als bisher angenommen.
    foto: esa/nasa/jpl-caltech

    Eine andere Aufnahme von Planck zeigt die Verteilung von Masse im Kosmos. Bereiche mit geringeren Massen erscheinen heller, größere Masse-Konzentrationen sind dunkler dargestellt. Der graue Streifen in der Mitte stammt von unserer Milchstraße, die dem Weltraumteleskop die Sicht auf dahinter liegende Regionen nahm. Die neuen Daten weisen darauf hin, dass der Anteil an Dunkler Materie offenbar höher ist als bisher angenommen.

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