Ein Universum aus Nichts

Galaxien entfernt waren, in denen noch fernere Cepheiden beobachtet wurden – diese Skala war fehlerhaft.
    Wie diese systematischen Auswirkungen überwunden wurden, ist eine lange und verworrene Geschichte, die hier nicht dargestellt werden kann und ohnehin keine Rolle mehr spielt. Denn inzwischen verfügen wir über eine weit bessere Möglichkeit zur Schätzung von Entfernungen. Hier eines meiner bevorzugten Fotos des Weltraumteleskops Hubble:

    Es zeigt eine sehr, sehr weit entfernte schöne Spiralgalaxie vor sehr, sehr langer Zeit (vor sehr langer Zeit deshalb, weil das Licht dieser Galaxie eine gewisse Zeit – mehr als 50 Millionen Jahre – benötigt, um uns zu erreichen). Eine solche Spiralgalaxie, die unserer Milchstraße ähnelt, enthält etwa 100 Milliarden Sterne. Der helle Kern im Zentrum umfasst etwa 10 Milliarden Sterne. Auffallend ist der helle Stern links unten, der fast so hell leuchtet wie diese 10 Milliarden Sterne. Auf den ersten Blick könnte man mit gutem Grund annehmen, es handle sich um einen sehr viel näheren Stern in unserer Milchstraße, der zufällig ins Bild geraten ist. In Wahrheit ist es aber ein Stern in eben dieser Galaxie, der mehr als 50 Millionen Lichtjahre von uns entfernt ist.
    Das ist eindeutig kein gewöhnlicher Stern. Es ist ein Stern, der gerade erst explodiert ist – eine Supernova als eines der strahlendsten Feuerwerke, die sich im Universum zeigen. Explodiert ein Stern, so strahlt er im Bereich sichtbaren Lichts für kurze Zeit (etwa einen Monat lang) mit einer Helligkeit von zehn Milliarden Sternen.
    Zu unserem Glück explodieren Sterne nicht so oft – pro Galaxie ereignet es sich ungefähr einmal in hundert Jahren. Aber es ist zugleich unser Glück, dass es geschieht, denn andernfalls wären wir nicht hier. Im Zusammenhang mit dem Universum kommt mir kaum etwas poetischer vor als die Tatsache, dass letztlich jedes Atom unseres Körpers sich einst in einem Stern befand, der explodiert ist. Zudem stammen die Atome in meiner linken Hand wahrscheinlich von einem anderen Stern als die in meiner rechten. Wir alle sind buchstäblich Sternenkinder, und unser Körper besteht aus Sternenstaub.
    Woher wissen wir das? Nun, wir können unsere Vorstellung des Urknalls zurück bis zu einem Zeitpunkt extrapolieren, in dem das Universum eine Sekunde alt war. Wir können berechnen, dass die gesamte beobachtete Materie in einem dichten Plasma komprimiert war, dessen Temperatur bei etwa 10 Milliarden Grad gelegen haben sollte. Bei dieser Temperatur können sehr leicht nukleare Reaktionen zwischen Protonen und Neutronen stattfinden, die sich verbinden und bei weiteren Kollisionen wieder auseinanderfallen. Verfolgen wir diesen Prozess, während das Universum abkühlt, können wir vorhersagen, wie häufig sich diese ursprünglichen nuklearen Bestandteile zu Atomkernen verbinden, die schwerer sind als Wasserstoff, also Helium, Lithium und so weiter.
    Dabei stellen wir fest, dass in dem ersten Feuerball des Urknalls im Prinzip – jenseits von Lithium, dem drittleichtesten Atomkern in der Natur – keine Kerne gebildet wurden. Wir sind zuversichtlich, dass unsere Berechnungen zutreffen, weil unsere Vorhersagen für die kosmische Fülle der leichtesten Elemente exakt mit diesen Beobachtungen übereinstimmen. Diese leichtesten Elemente, nämlich Wasserstoff, Deuterium (der Kern schweren Wasserstoffs), Helium und Lithium, liegen mengenmäßig um zehn Größenordnungen auseinander. 9 Die Beobachtungen und theoretischen Vorhersagen stimmen über diese unfassbare Spanne hinweg überein.
    Damit haben wir eine der berühmtesten, aussagekräftigsten und erfolgreichsten Vorhersagen, die uns bestätigen, dass der Big Bang sich tatsächlich ereignet hat. Nur ein heißer Urknall kann den beobachteten Überschuss leichter Elemente hervorbringen und mit der derzeit beobachteten Expansion des Universums in Übereinstimmung bleiben . Ich habe immer eine Karte in der Hosentasche stecken, auf der ein Vergleich der Vorhersagen zum Überschuss leichter Elemente und dem beobachteten Überschuss festgehalten ist. Jedes Mal, wenn ich jemanden treffe, der nicht glaubt, dass der Big Bang stattgefunden hat, kann ich die Karte vorzeigen. Üblicherweise komme ich in Diskussionen natürlich nie so weit, weil Leute, die schon vorher beschlossen haben, dass etwas an dem Bild nicht stimmt, sich selten von Daten beeindrucken lassen. Die Karte habe ich trotzdem immer dabei – weiter unten im Buch werde ich sie