Ein Universum aus Nichts

freie Landschaft oder in die Wüste gehen, wo man Sterne sehen kann. Dort streckt man eine Hand in die Höhe und bildet mit Daumen und Zeigefinger einen kleinen Kreis. Diesen Kreis richtet man auf einen dunklen Fleck am Himmel, in dem keine Sterne sichtbar sind. In diesem dunklen Bereich könnte man mit einem hinreichend starken Teleskop, wie es heute verfügbar ist, etwa 100000 Galaxien ausmachen, von denen jede Milliarden Sterne enthält. Da in hundert Jahren eine Supernova explodiert, sollte man bei 100000 Galaxien im Blickfeld pro Nacht ungefähr drei Sterne explodieren sehen.
    Genau das erleben Astronomen. Sie bewerben sich um Teleskop-Nutzungszeit, und in manchen Nächten sehen sie vielleicht einen explodierenden Stern, in manchen zwei, und in manchen Nächten ist der Himmel bewölkt, und sie sehen keine einzige Supernova. Auf diese Weise war es mehreren Forschergruppen möglich, die Hubble-Konstante mit einer Ungewissheit von weniger als 10 Prozent zu bestimmen. Die neue Zahl – etwa 70 Kilometer pro Sekunde für Galaxien in einer durchschnittlichen Entfernung von 3 Millionen Lichtjahren – ist fast um den Faktor zehn kleiner als die von Hubble und Humason. Daraus schließen wir, dass das Alter des Universums näher bei 13 Milliarden Jahren und nicht bei 1,5 Milliarden Jahren liegt.
    Wie ich noch erläutern werde, stimmt auch das vollkommen mit unabhängigen Schätzungen für das Alter der ältesten Sterne in unserer Milchstraße überein. Von Brahe zu Kepler, von Lemaître zu Einstein und Hubble, und von den Sternspektren zum Überschuss an leichten Elementen: 400 Jahre moderner Wissenschaft haben ein bemerkenswertes und konsistentes Bild des expandierenden Universums geschaffen. Alles passt zusammen. Das Bild vom Urknall ist gut ausgearbeitet.
    1 D. h. der Planet kehrt nach einem Umlauf nicht exakt zur selben Position zurück – die Ausrichtung der Ellipse verschiebt sich bei jedem Umlauf ein wenig, was letztlich eine Art Spiralform ergibt.
    2 Nicht zuletzt, weil er erkannte, dass die römisch-katholische Behauptung einer Schöpfung bestritten werden könnte, falls seine Theorie sich später als falsch erweisen sollte.
    3 Zum Vergleich: Inzwischen baut man Teleskope mit zehnfachem Durchmesser und hundertfacher Fläche!
    4 Frauen, die diese Arbeit machten, wurden »Computer« genannt, da sie die Fotoplatten des Observatoriums auswerteten und die Helligkeit von Sternen katalogisierten – damals war es Frauen nicht erlaubt, die Teleskope der Sternwarte zu nutzen.
    5 Das Licht breitet sich gleichmäßig in Form einer Kugel aus, deren Fläche mit dem Quadrat der Entfernung zunimmt, und weil sich das Licht dabei auf eine zunehmend größere Kugeloberfläche verteilt, nimmt die an jedem Punkt beobachtete Lichtstärke mit dem Kehrwert der Kugeloberfläche ab.
    6 Hubble selbst, der beim Nobelpreis übergangen wurde, erklärte oft, Leavitts Arbeit hätte die Auszeichnung verdient, obwohl er das vielleicht nur deshalb vorschlug, weil er ein natürlicher Kandidat dafür war, gemeinsam mit ihr den Nobelpreis für seine spätere Arbeit zu erhalten.
    7 Nur wenige wie die von Andromeda waren zu kürzeren Wellenlängen hin verschoben.
    8 Es gibt eindeutig eine Beziehung, ob aber eine Gerade die beste Annäherung ist, kann man auf Grundlage seiner Daten allein auf keinen Fall entscheiden.
    9 Ungefähr 25 Prozent der Masse von Protonen und Neutronen enden als Helium, während jeweils eines von 10 Milliarden Neutronen und Protonen zu einem Lithiumkern wird.

2. Kapitel
    Eine kosmische Detektivgeschichte – Wir wiegen das Universum
    Es gibt bekanntes Wissen. Das sind Dinge, von denen wir wissen, dass wir sie wissen. Es gibt bekanntes Unwissen. Das heißt, es gibt Dinge, von denen wir wissen, dass wir sie nicht wissen. Aber es gibt auch unbekanntes Unwissen. Das sind Dinge, von denen wir nicht wissen, dass wir sie nicht wissen.
    Donald Rumsfeld
    Wenn feststeht, dass das Universum einen Anfang hatte und dass dieser Anfang eine finite und messbare Zeit in der Vergangenheit war, so ergibt sich daraus logischerweise als nächste Frage: »Wie wird es enden?« Genau diese Frage brachte mich dazu, von meinem eigentlichen Fachgebiet Teilchenphysik zur Kosmologie zu wechseln. Aufgrund detaillierter Messungen der Bewegung von Sternen und Gas in unserer Milchstraße sowie aus der Bewegung von Galaxien in großen Galaxienhaufen wurde während der 1970er und 1980er Jahre zunehmend klar, dass im Universum weit mehr vorhanden ist, als mit