Kosmischen Distanzen auf der Spur - scinexx | Das Wissensmagazin
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Kosmischen Distanzen auf der Spur

Fortschritte durch neue Technik

Die Cepheiden-Forschung mit Hubble lieferte ein Weltalter von rund zwölf Milliarden Jahren. Mittlerweile hat sich durch die messerscharfe Spektralanalyse des metallarmen Sternes CS 31082-001 eine ähnliche, wenn auch etwas höhere Altersangabe allein für den Stern selbst ergeben. So ist der gegenwärtige Stand der Dinge, dass sich Astronomen zwar dem tatsächlichen Wert weit mehr angenähert haben, ihn aber immer noch nicht sehr sicher fixieren können.

Demnach sind weitere umfangreiche Beobachtungen mit den schwersten astronomischen Geschützen erforderlich, die sich heute unter den großen Kuppelbauten weltweit befinden. Direktere Altersermittlungen, zum Beispiel die Bestimmung des Alters von Weißen Zwergen aus ihrer Temperatur, geben wichtige Auskünfte. Da diese Sterne keine Kernfusion mehr aufweisen, kühlen sie über die Jahrmilliarden aus. Die Rechnungen lassen ebenfalls auf eine mindestens rund 12 Milliarden Jahre alte Welt schließen.

ausdehnende Supernova-Gasschale © NASA

Immer wieder aber spielen Methoden zur Entfernungsbestimmung extragalaktischer Objekte eine Schlüsselrolle. Beispielsweise kann die kombinierte Beobachtung einer sich ausdehnenden Supernova-Gasschale gute Ergebnisse ans Tageslicht fördern. Entlang der Sichtlinie lässt sich ihr wirkliches Ausdehnungstempo per Dopplereffekt messen, außerdem kann ihre wachsende Winkelausdehnung am Himmel ermittelt werden, wenn nur Lichtstärke und Auflösungskraft der Optik gut genug sind.

Beides zusammen, tatsächliche und scheinbare Geschwindigkeit, liefern die Distanz des explodierten Sternes. Vergleichbar mit der Perioden-Leuchtkraft-Beziehung ist die Tully-Fisher-Relation. Die Leuchtkraft einer Galaxie und die Breite der Linie neutralen Wasserstoffs im Spektrum sind miteinander verbunden, denn je massiver und leuchtstärker ein Milchstraßensystem ist, desto schneller müssen sich die Sterne um ihr Zentrum bewegen. So rasen sie in der einen Hälfte von uns weg und in der anderen auf uns zu.

Der Dopplereffekt verschiebt die Wellenlängen also einerseits zum roten, anderseits zum blauen Spektralbereich. Das Ergebnis ist eine Linienverbreiterung. Sie möglichst feinfühlig zu erfassen, ist wiederum das erste praktische Ziel. Bei alledem lässt sich wenigstens erahnen, wie sehr detektivischer Spürsinn mit detektorischer Sensibilität verbunden sein muss, um wirklich Fortschritte zu erzielen.

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Es gibt hervorragende Ansätze, um hinter das Geheimnis des Weltalters zu kommen, und die neuesten astronomischen Techniken erlauben bereits Einblicke, wie sie noch vor kurzem als pure Utopie galten. Trotzdem, schon sind neue Verfahren in Arbeit, und Astronomen schmieden bereits Pläne, um altbekannte Ideen mit künftiger Spitzentechnik zur Höchstform auflaufen zu lassen.

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Stand: 19.09.2001

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Stunde Null
Wie alt ist der Kosmos?

Ein Stern aus uralten Zeiten...
Auf der Suche nach kosmischen Uhren

Abschied vom ewigen All
Vom "Steady-State" zur Expansion

Hubbles Entdeckung
Die Hubble-Konstante und der Urknall

Der Haken an der Sache...
Wie schnell expandiert das Universum?

Je röter desto schneller...
Der Dopplereffekt

Helligkeitsschwankungen als kosmische Zollstöcke
Entfernungsmessung mithilfe von Cepheiden

Kosmischen Distanzen auf der Spur
Fortschritte durch neue Technik

Chandra und noch ein Effekt
Zurück zu den Anfängen?

Je schwerer desto schneller die Alterung...
Kugelsternhaufen und das Weltalter

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