Der erste macht das Licht an

Die Entwicklung des Universums startet mit dem Urknall. Wobei das nicht ganz stimmt. Zu Beginn war das Universum reine Energie und auf einen Punkt versammelt, in einer sogenannten Singularität. Für einen kurzen Zeitraum, ungefähr 10 hoch minus 43 Sekunden, danach versagen alle unsere existierenden mathematischen Beschreibungen der Physik, allerdings nimmt man an, dass die vier Grundkräfte sich noch nicht ausgebildet hatten. Für den Zeitraum vor der Singularität können wir ebenso keine Aussagen treffen, eben gerade wegen der Singularität, wo alle Gesetzmäßigkeiten ihre Gültigkeit verlieren.

Nach dem Urknall setze eine inflationäre Ausdehnung des gesamten Raums ein, danach folgte eine starke Abkühlung. Nach einem Alter des Universums von 10 Sekunden war die Temperatur auf eine Milliarden Kelvin gesunken (was ungefähr eine Milliarde Grad Celsius ist, 0 Kelvin entspricht -273,15° Celsius) und die Protonen und Neutronen entstanden und fusionierten zu Atomkernen. Dies dauerte drei Minuten an, danach war die Temperatur so weit abgesunken, dass eine Fusion nicht mehr möglich war und drei Viertel der entstandenen Materie waren Wasserstoffkerne, also Protonen.

Genau diese Protonen waren schließlich die ersten Bausteine für Sterne. Erst im späteren Verlauf des Universums haben sich Strukturen gebildet, die schließlich zu Galaxien wurden. Die ersten Galaxien können wir nicht sehen, aufgrund der Rotverschiebung. Genau wie sich der Ton eines Autos, dass an einem vorbeifährt, ändert, tiefer wird, passiert dies mit dem Licht. Diese Galaxien entfernen sich von uns, durch das expandierende Universum. Dadurch wird ihr Licht zu niedrigeren Frequenzen verzerrt, so dass sie „unsichtbar“ werden und nur noch in niederen Spektren sichtbar sind, vor allem Infrarot. Insgesamt sind Galaxien auch von Staubgürteln umgeben, die das Licht schlucken.

Wissenschaftlern ist es nun gelungen die Infrarotstrahlung von sehr alten Galaxien mittels einer speziellen Technik zu detektieren. Dabei konnten sie die älteste Spiralgalaxie aufspüren, die bisher bekannt ist: 11 Milliarden Jahre alt. Dazu haben sie den Gravitationslinseneffekt verwendet, d.h. die Beugung des Raums durch Gravitationsquellen.

Mit dem Large Millimeter Telescope (LMT) ist es kürzlich gelungen, die älteste Galaxis überhaupt zu detektieren, 12,8 Milliarden Jahre alt. In Zukunft werden wir noch bessere Möglichkeiten haben die ersten Galaxien aufzuspüren, mit dem James Webb Space Telescope, welches 2019 starten und nach dem „ersten Licht“ suchen soll, das durch die ersten Sterne und Galaxien erzeugt wurde.

Advertisements