Das versteckte Experiment (German Edition)

keinen Sender empfängst, so wird ein Teil (etwa zwei Prozent) des Schnees auf dem Bildschirm durch die Hintergrundstrahlung verursacht. Die Hintergrundstrahlung ist also so etwas wie das Echo des Urknalls, die Restwärme, die vom Urknall übrig geblieben ist. Du erinnerst dich: Mikrowellen sind Wärmestrahlen. Die Unterscheidung zwischen Wärmestrahlung und Mikrowellen ist eine rein begriffliche. Mikrowellen haben eine niedrige Frequenz. Sie werden z. B. im Mikrowellengerät zum Erhitzen genutzt. Mit der Hintergrundstrahlung haben wir somit eine weitere beobachtbare Größe, die die Urknalltheorie bestätigt. Sie wurde von George Gamow, Ralph Alpher und Robert Herman als Nachglühen des Urknalls vorhergesagt. Arno Penzias und Robert Woodrow Wilson von Bell Telephone Laboratories entdeckten die Hintergrundstrahlung beim Test einer Antenne. Was sie zunächst als ärgerliche Störungen interpretierten, brachte ihnen 1978 den Nobelpreis für Physik ein. Das Spektrum der Hintergrundstrahlung zeigte die Eigenschaften einer Schwarzkörperstrahlung bei einer Temperatur von 2,7 Kelvin (also 2,7 Grad Celsius über dem absoluten Nullpunkt) – du erinnerst dich an unser Gespräch über schwarze Körper und Hohlraumstrahlung?“
    „Ich erinnere mich. Ich denke, ich verstehe auch deine Erklärungen. Ich habe allerdings noch ein Problem damit. Wieso sind die Mikrowellen heute immer noch da? Der Urknall ist doch schon sehr lange her. Sie müssten schon längst an uns vorbeigezogen sein.“
    „Genau das lässt sich eben aus dem Umstand erklären, dass der Urknall eine Expansion des Raumes darstellt und keine Explosion von irgendetwas ist. Nach dem Urknall war der Raum gleichmäßig (fast exakt gleichmäßig) mit heißen, ionisierten Gasen gefüllt. Durch die Expansion fiel die Temperatur 380 000 Jahre nach dem Urknall auf etwa 3000 Kelvin (2700 Grad Celsius). Diese Temperatur entspricht einer roten Farbe der Strahlung. Infolge der Abkühlung fügten sich Protonen und Elektronen zu Wasserstoff zusammen, die Energie ‚gefror‘ zu Materie. Die Wechselwirkung der Strahlung mit freien Ladungen nahm somit ab und das Gas wurde durchsichtig. Die Strahlung konnte jetzt die Materie durchdringen. Stell dir nun das Universum wieder als Luftballon vor, der sich in der nachfolgenden Zeit bis heute aufgeblasen hat. Egal, wo sich der Beobachter heute befindet, wird er aus allen Richtungen die Mikrowellenstrahlung empfangen können. Wenn du sie sehen könntest, würdest du auch von der Erde aus ein fast gleichmäßiges Leuchten aus allen Richtungen feststellen. Das heißt, die Mikrowellen kommen aus allen Bereichen des Universums (die Ursprungsstrahlung war ja auch anfangs über das ganze kleinere Universum verteilt). Aus diesem Grunde gibt es immer eine Entfernung, aus der gerade jetzt die Strahlung bei dir eintrifft. Die Strahlung kommt sozusagen aus dem Hintergrund.“
    „Du hast nur beinahe meine Frage beantwortet. Mein ursprünglicher Einwand bleibt jedoch immer noch bestehen. Der Raum müsste sich mit Überlichtgeschwindigkeit ausgedehnt haben. Ansonsten müsste die Hintergrundstrahlung schon lange an uns vorbeigezogen sein. Da es keine Geschwindigkeiten gibt, die größer als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum sind, bleibt mein Problem bestehen.“
    „Weder Materie noch Informationen können mit Überlichtgeschwindigkeit transportiert werden. Trotzdem sind höhere Geschwindigkeiten als die Vakuumlichtgeschwindigkeit nicht ungewöhnlich. Stell dir einfach einmal vor, dass du einen Laserstrahl mit einem Laserpointer von der Erde aus über die Mondoberfläche streifen lässt, indem du einfach dein Handgelenk bewegst. Nehmen wir an, du kannst das sehr schnell bewerkstelligen, fast mit Lichtgeschwindigkeit. Der helle Fleck wird sich über die Mondoberfläche mit einer Geschwindigkeit bewegen, die höher als die Lichtgeschwindigkeit ist. Auch die Ausdehnung des Raumes ist nicht von Einsteins Postulat, der Begrenzung der Lichtgeschwindigkeit, betroffen.“
    „Ich glaube, ich werde noch einmal in Ruhe über alles nachdenken müssen. Mir fällt gerade noch eine Frage ein. Die Rotverschiebung der Lichtwellen von Sternen und Galaxien nimmt mit der Entfernung zu. Diesen Umstand kann man auch für die Entfernungsbestimmung nutzen. Das haben wir in der Schule gelernt. Wenn die Rotverschiebung mit der Entfernung der Objekte zunimmt, so müssen auch deren Geschwindigkeiten, mit der sie sich von uns fortbewegen, mit der Entfernung von uns zunehmen.