Im Jahr 1964 bastelten Arno Penzias und Robert Wilson, zwei Wissenschaftler der Bell Telefone Laboratories in den USA, an einer Antenne, mit der sie Störquellen für die Satellitenkommunikation im Mikrowellenbereich identifizieren wollten. Dabei entdeckten sie ein schwaches Rauschen, das völlig gleich blieb – egal, wohin sie ihre Antenne richteten. Im Folgenden stellte sich das „Rauschen“ als ein Überbleibsel der Frühphase des Universums heraus: eine Strahlung, deren Spektrum jenem eines schwarzen Körpers mit knapp drei Kelvin entspricht. Die „3-Kelvin-Strahlung“ (exakt sind es 2,725 K) liefert uns einen Schnappschuss der Welt, als sie etwa 380.000 Jahre alt war. Bis zu diesem Zeitpunkt bestand die heiße Ursuppe aus Wasserstoff- und Helium-Ionen, aus freien Elektronen und aus Photonen. Durch gegenseitige Stöße befanden sich alle diese Teilchen im thermischen Gleichgewicht. Nun, nach 380.000 Jahren, hatte sich das Weltall aber auf etwa 3000 K abgekühlt. Diese Temperatur erlaubte es Wasserstoff- und Heliumkernen, sich mit den Elektronen zu stabilen Atomen zu verbinden. Atome sind elektrisch neutral und beeinflussen Photonen fast nicht mehr. Ohne immer wieder gestreut zu werden, können sich die Photonen darum jetzt ungestört im All ausbreiten: Sie entkoppeln von der übrigen Materie. Das Einzige, was ihnen in Zukunft widerfahren wird, ist ihre ständige Abkühlung durch die Expansion des Kosmos. Nach 13,8 Mrd. Jahren ist aus der ursprünglichen Strahlung, die damals immerhin noch halb so heiß war wie die Oberfläche der Sonne, ein kaum merkliches Radiorauschen geworden: die 3-Kelvin Strahlung, auch kosmische Mikrowellenstrahlung oder Hintergrundstrahlung genannt.

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Schweigende Zeugen des Urknalls

  • Christian Spiering

摘要

Im Jahr 1964 bastelten Arno Penzias und Robert Wilson, zwei Wissenschaftler der Bell Telefone Laboratories in den USA, an einer Antenne, mit der sie Störquellen für die Satellitenkommunikation im Mikrowellenbereich identifizieren wollten. Dabei entdeckten sie ein schwaches Rauschen, das völlig gleich blieb – egal, wohin sie ihre Antenne richteten. Im Folgenden stellte sich das „Rauschen“ als ein Überbleibsel der Frühphase des Universums heraus: eine Strahlung, deren Spektrum jenem eines schwarzen Körpers mit knapp drei Kelvin entspricht. Die „3-Kelvin-Strahlung“ (exakt sind es 2,725 K) liefert uns einen Schnappschuss der Welt, als sie etwa 380.000 Jahre alt war. Bis zu diesem Zeitpunkt bestand die heiße Ursuppe aus Wasserstoff- und Helium-Ionen, aus freien Elektronen und aus Photonen. Durch gegenseitige Stöße befanden sich alle diese Teilchen im thermischen Gleichgewicht. Nun, nach 380.000 Jahren, hatte sich das Weltall aber auf etwa 3000 K abgekühlt. Diese Temperatur erlaubte es Wasserstoff- und Heliumkernen, sich mit den Elektronen zu stabilen Atomen zu verbinden. Atome sind elektrisch neutral und beeinflussen Photonen fast nicht mehr. Ohne immer wieder gestreut zu werden, können sich die Photonen darum jetzt ungestört im All ausbreiten: Sie entkoppeln von der übrigen Materie. Das Einzige, was ihnen in Zukunft widerfahren wird, ist ihre ständige Abkühlung durch die Expansion des Kosmos. Nach 13,8 Mrd. Jahren ist aus der ursprünglichen Strahlung, die damals immerhin noch halb so heiß war wie die Oberfläche der Sonne, ein kaum merkliches Radiorauschen geworden: die 3-Kelvin Strahlung, auch kosmische Mikrowellenstrahlung oder Hintergrundstrahlung genannt.