Die Vermessung des Universums: Wie die Physik von morgen den letzten Geheimnissen auf der Spur ist (German Edition)

sich die geladenen Teilchen, sobald es hinreichend abgekühlt war, d.h. 400 000 Jahre nach seiner Entstehung, zu neutralen Atomen zusammen. Nachdem das geschehen war, wurde das Licht nicht mehr gestreut. Die beobachtete CMB-Strahlung kommt daher direkt aus einer Zeit von etwa 400 000 Jahren nach der Entstehung des Universums – ungehindert und ununterbrochen – bei den Teleskopen auf der Erde und bei Satelliten an. Die Hintergrundstrahlung, die Penzias und Wilson entdeckten, ist zwar dieselbe Strahlung, die auch in früheren Stadien der Geschichte des Universums vorhanden war, aber durch seine Expansion wurde sie verdünnt und abgekühlt. Die Strahlung wanderte direkt zu den Teleskopen, die sie ohne Behinderungen durch eine Streuung an zwischen den Weg geratenen, geladenen Teilchen detektierten. Dieses Licht gibt uns einen unmittelbaren und genauen Einblick in die Vergangenheit.
    Der Cosmic Microwave Background Explorer (COBE), eine vierjährige Satellitenmission, die 1989 gestartet wurde, maß diese Hintergrundstrahlung äußerst genau, und die Naturwissenschaftler dieser Mission stellten fest, dass ihre Messungen mit den Vorhersagen besser übereinstimmten als ein Teil in 1000. Aber COBE maß auch etwas Neues. Das bei weitem Interessanteste, das von COBE gemessen wurde, war eine winzige Ungleichmäßigkeit in der Temperaturverteilung über den Himmel hinweg. Obwohl das Universum äußerst gleichmäßig ist, wurden winzige Inhomogenitäten von weniger als einem Teil in 10 000 im frühen Universum größer und waren für die Strukturentstehung entscheidend. Die Inhomogenitäten entstanden auf winzigen Längenskalen, dehnten sich jedoch bis zu Größen aus, die für astrophysikalische Messungen und Strukturen relevant sind. Durch anziehende Wirkung der Gravitation wurden die dichteren Regionen, in denen die Störungen besonders groß waren, noch dichter und bildeten die massiven Objekte, die wir gegenwärtig beobachten. Die Sterne, Galaxien und Galaxiencluster, die wir zuvor besprochen haben, sind alle das Ergebnis dieser ursprünglichen winzigen quantenmechanischen Fluktuationen und ihrer Entwicklung durch die Gravitationskraft.
    Die Messung des Mikrowellen-Hintergrunds ist auch weiterhin für unser Verständnis der Entwicklung des Universums entscheidend. Seine Rolle als direktes Fenster zum frühen Universum ist nicht zu unterschätzen. In der jüngeren Vergangenheit haben CMB-Messungen gemeinsam mit traditionelleren Methoden experimentelle Erkenntnisse in mehrere andere rätselhaftere Phänomene eröffnet – kosmologische Inflation, dunkle Materie und dunkle Energie –, Themen, denen wir uns als Nächstes zuwenden.

Kapitel 20
    Was für dich so groß ist, ist für mich so klein
    Als ich Professorin am MIT war, ging der Abteilung im dritten Stock, wo die Elementarteilchenphysiker arbeiteten, der Büroraum aus. Daher zog ich in das offene Büro einen Stock tiefer, das sich neben dem von Alan Guth befand und damals theoretische Astronomen und Kosmologen beherbergte. Obwohl Alan seine Laufbahn als Elementarteilchenphysiker begann, kennt man ihn heute weltweit als einen der besten Kosmologen. Zur Zeit meines Umzugs hatte ich bereits einige Verbindungen zwischen der Elementarteilchenphysik und der Kosmologie erforscht. Jedoch ist es viel einfacher, diese Forschungen weiterzuführen, wenn Ihr Nachbar diese Interessen teilt – und so chaotisch ist wie Sie selbst, so dass sie sich in seinem Büro richtig zu Hause fühlen.
    Viele Elementarteilchenphysiker haben sich weiter wegbewegt als nur ein einziges Stockwerk und haben in eine Vielzahl anderer Forschungsgebiete übergewechselt. Wally Gilbert, der Mitgründer von Biogen, begann sein Leben als Elementarteilchenphysiker, aber verließ dieses Gebiet, um Biologie und Forschung in der Chemie zu treiben, was ihm den Nobelpreis einbrachte. Viele sind seither in seine Fußstapfen getreten. Auf der anderen Seite verließen viele meiner Freunde, die im Hauptdiplom studierten, die Elementarteilchenphysik, um als »Quanten« an der Wall Street zu arbeiten, wo sie auf Veränderungen der neuen Märkte wetten konnten. Sie wählten genau den richtigen Zeitpunkt für diesen Wechsel aus, da die neuen Finanzinstrumente zur Absicherung solcher Wetten zu jener Zeit gerade entwickelt wurden. Beim Wechsel zur Biologie wurden einige Denkweisen und Möglichkeiten zur Aufgliederung von Problemen übertragen, während es im Finanzwesen eher einige der Methoden und Gleichungen