Vor dem Urknall

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Autoren: Brian Clegg

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uns forteilte. Dieses wunderschöne, überraschend einfache Verhältnis wurde als das Hubble’sche Gesetz bekannt.

Ausdehnung ins Überall
    Wenn wir ins Weltall schauen, ist die überwiegende Mehrheit der Galaxien rotverschoben. Sie bewegen sich von uns fort, und je weiter man nach draußen sieht, desto schneller werden sie. Das bringt nicht unbedingt eine Rückkehr zu der besonderen Position im Zentrum des Universums mit sich, die der Erde im Altertum zuerkannt wurde. Da es der Raum ist, aus dem das expandierende Universum besteht, und nicht die sich von uns fortbewegenden Galaxien innerhalb des Raums, entfernt sich jeder Teil von jedem anderen Teil. Das bedarf wohl einer kurzen Klarstellung.
    Das einfachste Denkmodell ist eine zweidimensionale Entsprechung. Stellen Sie sich eine flache Gummiplatte vor, auf der Pailletten angebracht sind. Jede Ecke der Gummiplatte wird von jemandem festgehalten, und dann ziehen alle das Gummi gleichzeitig in alle Richtungen. Suchen Sie sich jede beliebige Paillette aus, die die Erde darstellen soll. Jede andere Paillette wird sich von Ihnen fortbewegen. (Dies wird manchmal auch als Oberfläche eines sich aufblähenden Luftballons beschrieben, aber ich halte das für verwirrend, da sich die Expansion in diesen Beispielen in den beiden Dimensionen des Gummis abspielt und keine Expansion des dreidimensionalen Raums darstellt, wie es beim Universum der Fall ist.) Beachten Sie außerdem, dass die Pailletten sich nicht im Verhältnis zum Raum (Gummi) bewegen. Es ist der Raum selbst, der expandiert. Eine Paillette bewegt sich nicht, verglichen mit dem Stück Gummi darunter.
    Immerhin fand Hubble noch ein paar Galaxien, wie etwa die M 31 im Sternbild Andromeda, die sich nicht von uns entfernen, sondern sich auf uns zu bewegen. Wie Slipher es vorausgesagt hatte, waren sie blauverschoben. Sie erwiesen sich als die uns am nächsten gelegenen Galaxien, bei denen die Expansion des Universums die geringsten Auswirkungen hatte und durch die Gravitationskraft überwunden werden konnte. Zwar expandiert das Universum weiterhin zwischen ihnen und uns, aber diese Galaxien rasen durchs All schneller auf uns zu, als die Ausdehnung des Raums sie fernhalten könnte.
    Für Hubble waren die Auswirkungen seiner Entdeckung nicht so schrecklich bedeutsam. Er folgte dem Beispiel des größten englischen Wissenschaftlers, Isaac Newton, der zwangsläufig so etwas wie ein Held für Hubble war. In seinem Meisterwerk
Principia Mathematica
, das 1688 veröffentlicht wurde, hatte Newton in Bezug auf die Gravitation gesagt:
«hypotheses non fingo»
, was so viel heißt wie: «Ich lasse mich nicht auf Hypothesen ein.» Im Grunde wollte Newton damit sagen: «Ich will keine Erklärungen vortäuschen.» Newton sagte, er habe Messungen vorgenommen und mit einer Beschreibung eine Anregung geben wollen, wie die Gravitation funktionieren könnte. Vermutungen über den Mechanismus, der hier am Werk sein könnte, wollte er allerdings nicht äußern. Auf ähnliche Weise freute sich Hubble, mit der Geschwindigkeit den Bezugspunkt zwischen den Galaxien hergestellt zu haben. Aber er war nicht darauf vorbereitet, dieses Phänomen weiter zu verfolgen und vorzuschlagen, alles könnte in einem Urknall begonnen haben.
    Hubbles Vorstellung vom Universum war jedoch richtig, wie wir aus heutiger Sicht bestätigen können. Und so war es nur vernünftig, anzunehmen, der Kosmos sei aus einem einzigen Ort in Raum und Zeit in einem Augenblick universeller Schöpfung hervorgegangen – aus dem Urknall. Verfolgte man diese Galaxien zurück, führten die Spuren an denselben Ort zurück, was auch für die Spur unserer eigenen Galaxie galt. Ein einziger Ort stellte also den Anfang von allem dar.
    Deshalb können wir übrigens auch nicht auf irgendeinen Punkt im Universum zeigen und sagen: «Das ist das Zentrum von allem. Dort fand der Urknall statt, und alles expandiert seitdem von dort aus.» Weil die Gesamtheit des Raums von diesem Punkt aus expandierte, sind wir alle an dem Punkt, wo der Urknall geschah. Was heute der gesamte Raum ist, entspricht dem Punkt, an dem der Urknall geschah. Er hat sich lediglich wie ein dreidimensionales Karamellbonbon in alle Richtungen ausgedehnt.

Eddingtons Richtungswechsel
    Zunächst war die Möglichkeit eines Anfangs an einem bestimmten Ort nicht gerade beliebt. Lemaîtres Vorstellung eines Uratoms war gründlich ruiniert gewesen, als Einstein ihn ablehnte. Obwohl es uns heute offensichtlich erscheint, dass die