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Echo des Urknalls?

Die Erklärung für das Rauschen

Das hartnäckige Rauschen stellt die beiden Radioastronomen Penzias und Wilson vor ein Rätsel. Trotz allen Grübelns fällt ihnen keine Erklärung für die seltsamen, aus allen Richtungen kommenden Radiosignale ein. Es ist ja nicht einmal klar, ob es sich um ein bloßes Artefakt der Messung handelt oder um ein neues kosmisches Phänomen.

Gedehnte Urzeit-Strahlung?

Dann jedoch macht ein Kollege die Astronomen auf eine neue Theorie zweier Physiker von der Princeton University aufmerksam. Robert Dicke und James Peebles arbeiten zu dieser Zeit an einem kosmologischen Modell, dass von einem oszillierenden Universum ausgeht. Nach diesem durchläuft der Kosmos widerholte Zyklen von Urknall, Ausdehnung und darauffolgenden Kollaps.

Könnte die geheimnisvolle Strahlung eine Folge des Urknalls sein? © Flavio Takemoto/ freeimages

Das Spannende daran: Dem Modell der Physiker nach müsste nach dem Urknall harte Strahlung freiwerden, deren Reste noch heute im Universum zu finden sein könnten. Weil mit der Expansion des Kosmos auch die Strahlung stark gedehnt wird, wäre diese Strahlung heute weit in den langwelligen Bereich verschoben. Sie müsste einem Grundrauschen im Mikrowellenbereich von maximal zehn Kelvin entsprechen, wahrscheinlich deutlich weniger, wie die Forscher ausgerechneten.

Verblüffende Übereinstimmung

Damit lag die von den Physikern postulierte Reststrahlung genau in der Größenordnung, die Penzias und Wilson mit ihrer Radioantenne detektiert hatten. War dies bloßer Zufall? Oder könnte das vermeintliche Störrauschen tatsächlich eine Art „Echo“ des Urknalls sein? „Damals waren so viele astrophysikalische Theorien im Umlauf – und viele davon, die sich später als falsch herausstellten“, sagt Penzias. „Wir haben daher nicht erwartet, dass die erste Erklärung, die wir fanden, sich später als die richtige herausstellen würde“, erklärt Penzias.

Dennoch trauen sich die beiden Radioastronomen daraufhin, ihre Ergebnisse in einem Fachartikel zu veröffentlichen. „Wir waren aber sehr vorsichtig und vermieden darin jede Diskussion zu kosmologischen Theorien und dem Ursprung der Hintergrundstrahlung“, erzählt Wilson. Parallel dazu veröffentlichen auch Dicke und Peebles einen Artikel, in der sie den theoretischen Hintergrund zu der von ihnen postulierten Hintergrundstrahlung liefern.

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Auf Basis dieser Veröffentlichung fahnden nun auch andere Astronomen nach dem seltsamen Rauschen – und werden fündig: Im Universum gibt es offenbar tatsächlich eine schwache, aber überall präsente kosmische Hintergrundstrahlung. Ihre Wellenlänge liegt zwischen 21 Zentimetern und 2,6 Millimetern und ihr Energiegehalt entspricht einer Temperatur von knapp drei Kelvin – ziemlich genau dem, was Penzias und Wilson mit ihrer einfachen Radioantenne in Holmdel gemessen haben. Damit ist klar: Die beiden Radioastronomen sind keinem Störeffekt zum Opfer gefallen, sondern sie haben ein echtes kosmisches Phänomen entdeckt: ein strahlendes Relikt des Urknalls.

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Nadja Podbregar
Stand: 21.04.2017

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Das erste Licht
Was die kosmische Hintergrundstrahlung verrät

Seltsames Rauschen
Die Entdeckung der Hintergrundstrahlung

Echo des Urknalls?
Die Erklärung für das Rauschen

Licht aus dem Ur-Plasma
Wie die Hintergrundstrahlung entstand

Kosmische Symphonie
Was die Struktur der Hintergrundstrahlung verrät

Störeffekte mit Zusatznutzen
Warum das vermeintliche Inflations-Signal keines war

Trouble mit Hubble
Rätselhafte Diskrepanzen bei der kosmischen Expansion

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