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Artikel 11. Februar 2003
Das älteste Licht im Universum
Ein NASA-Satellit hat die bislang genauesten Aufnahmen vom Nachglühen des Urknalls angefertigt

Die NASA hat am 11. Februar das beste "Babyphoto" unseres Universums, das jemals angefertigt wurde, gemacht. Diese Aufnahme enthält derart atemberaubende Details, daß es eine der wichtigsten wissenschaftlichen Ergebnisse der letzten Jahre sein könnte. Die Wissenschaftler nutzten für die Gewinnung des neuen kosmischen "Portraits", das das als kosmische Hintergrundstrahlung bezeichnete Nachglühen des Urknalls zeigt, die Wilkinson Mikrowellenanisotropiesonde (WMAP) der NASA.

Verteilung der 
kosmischen Hintergrundstrahlung
Oben: Eine Karte des ältesten Lichtes im Universum. Die verschiedenen Farben zeigen "wärmere" (rot) und "kühlere" (blau) Stellen. Die ovale Form ist eine Projektion, um den gesamte Himmelsbereich abzubilden, ähnlich, wie man die Oberfläche der Erde in einem Atlas abbildet. (Abbildung: NASA/GSFC)
"Wir haben das junge Universum in unserem scharfen Fokus eingefangen und mit diesem Portrait können wir das Universum nun mit nie dagewesener Genauigkeit beschreiben," erklärt Dr. Charles L. Bennett vom Goddard Raumflugzentrum (GSFC) der NASA, der hauptverantwortliche Wissenschaftler des WMAP Projektes. "Diese Daten sind harte Fakten, eine echte Goldmine," meint er.

Eine der größten Überraschungen, die in den Daten auf die Forscher wartete, war die erste Generation von Sternen, die in unserem Universum geleuchtet haben - Lichter, die sich 200 Millionen Jahre nach dem Urknall entzündet haben und damit viel früher, als die Wissenschaftler bisher gedacht haben.

Zusätzlich bestimmt das neue Abbild das Alter des Universums auf präzise 13,7 Milliarden Jahre bei einem bemerkenswerten geringen Fehler von nur einem Prozent.

Entwicklung des 
Universums
Oben: WMAP beobacht das Licht, das ausgesandt wurde, als das Universum mehr als 13 Milliarden Jahre jünger war als heute. Die Abbildung zeigt, wie es ausgesehen haben mag, einen Sekundenbruchteil nach dem Anbeginn der Zeit, im Alter von 380.000 Jahren und wie es heute uns erscheint. (Abbildung: NASA/GSFC)
Das WMAP Team fand heraus, daß die Urknall- und die Inflationstheorie weiterhin die Wahrheit beschreiben. Der Inhalt des Universums besteht zu 4% aus Atomen (gewöhnliche Materie), zu 23% aus einem unbekannten Typ dunkler Materie und zu 73% aus einer geheimnisvollen dunklen Energie. Die neuen Messungen werfen sogar Licht auf die Natur der dunklen Energie, die wie eine Art Anti-Schwerkraft wirkt und das Universum auseinandertreibt. Die erst vor kurzem festgestellte Beschleunigung in der Expansion des Kosmos wird auf ihren Einfluß zurückgeführt.

"Diese Zahlen stellen einen Meilenstein dahingehend dar, wie wir unser Universum sehen," meint Dr. Anne Kinney, NASA-Direktorin für Astronomie und Physik. "Dies ist ein echter Wendepunkt in der Kosmologie."

Das Licht, das wir heute als kosmische Hintergrundstrahlung sehen, ist 13 Milliarden Jahre unterwegs gewesen, um zu uns zu gelangen. In diesem Licht befinden sich unendlich kleine Muster dessen, was sich später in großen Galaxienhaufen und den riesigen Strukturen, die wir heute um uns herum sehen, manifestierte.

Die Muster in dem Nachglühen des Urknalls wurden 380.000 Jahren nach dem Urknall in der Hintergrundstrahlung eingefroren, eine Zahl, die durch die jüngsten Beobachtungen festgestellt werden konnte. Diese Muster sind winzige Temperturunterschiede innerhalb des außerordentlich gleichmäßig gestreuten Mikrowellenlichtes, in das das Universum getaucht ist, und das nun eine Temperatur von 2,725 Grad Kelvin (-270,445°C) repräsentiert. WMAP löst diese feinen Temperaturunterschiede von bis zu +/- 200 Millionstel eines Grades, die die als "Anisotropie der kosmischen Hintergrundstrahlung" bezeichnete Ungleichverteilung beschreiben, auf.

Bereits 1992 wurde diese Anisotropie von der Raumsonde COBE aufgenommen, doch lag die Auflösung dieser Aufnahmen weit unter der von WMAP und ließ nur eine Ahnung dessen zu, was WMAP uns heute präsentiert.

Raumsonde WMAP 
im Lagrangepunkt 2
Oben: Die am 30. Juni 2001 gestartete Raumsonde WMAP behält seine Position auf einer Umlaufbahn am 2. Lagrangepunkt (L2) des Erde-Sonne-Systems, gut 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. (Abbildung: NASA/GSFC)
Theorien über die Entwicklung des Universums machen spezifische Voraussagen über das Ausmaß dieser Temperaturverteilungsmuster. Wie Detektive haben die Mitglieder des WMAP Teams den einzigartigen "Fingerabdruck" der in das uralte Licht eingeprägten Muster mit den Fingerabdrücken verglichen, die durch verschiedene kosmische Theorien vorhergesagt werden und haben eine Übereinstimmung gefunden.

WMAP wird für weitere drei Jahre den kosmischen Mikrowellenhintergrund beobachten und seine Daten werden neue Einblicke in die Theorie des inflationären Universums und der Natur der dunklen Energie gewähren.

"Dies ist der Beginn einer neuen Stufe im Studium des frühen Universums," erklärt Prof. David N. Spergal, Angehöriger des WMAP Teams von der Universität Princeton im US-Bundesstaat New Jersey. "Wir können dieses Abbild nicht nur dazu verwenden, die Eigenschaften des uns direkt umgebenden Teils des Universums zu bestimmen, sondern auch dafür, die Vorgänge in den ersten Momenten des Urknalls zu verstehen."

WMAP ist zu Ehren von David Wilkinson von der Universität Princeton benannt, einem weltweit bekannten Kosmologen und WMAP Teammitglied, der im September 2002 verstarb.

Quelle: NASA-Science Artikel


letzte Änderung am 25. April MMIII