Wie ist das riesige Universum entstanden? Warum verändern die Galaxien ihre Position und bewegen sich aufeinander zu oder voneinander weg? Diese Frage beschäftigt die Wissenschaft nach wie vor und neben der Steady-State-Theorie, wonach das Universum in Zeit und Größe ewig und unendlich ist, gibt es auch die Urknall-Theorie.
Im Jahr 1927 entwickelte der belgische Astronom Georges Lemaitre die Theorie, dass das Universum durch eine Explosion im Ursprung entstanden sein könnte. Er wurde dafür belächelt, aber der Physiker George Gamow entwickelte die Idee weiter. Denn, so meinte Gamow, wieso bewegen sich die Galaxien voneinander weg, was durch die Kosmologie bewiesen wurde. Die Wellenlänge der Strahlung von Himmelskörper und Galaxien beweist, dass es Veränderungen in den Entfernungen gibt.
Gamow meinte, und dieser Meinung schlossen sich viele Wissenschaftler an, dass es einen Anfang dieser Bewegung gegeben haben muss, man spricht auch von der Singularität. Es ist also durchaus möglich, dass es ein Ur-Atom gegeben hat, das explodiert ist und daraus entwickelte sich das Universum, wie man es heute kennt. Die Bewegungen, die sich heute von Planeten, Sterne und Galaxien messen lassen, haben ihren Ursprung in dieser Explosion und deshalb dehnt sich das Universum immer weiter aus - eine langfristige Folgeerscheinung des Urknalls.
Nun waren zwei Theorien für die Entstehung des Universums und sein Dasein gegeben, aber die verschiedenen Problemfälle sorgten dafür, dass die Steady-State-Theorie ins Hintertreffen geriet. Denn diese Theorie geht davon aus, dass das Universum homogen ist. Nun hat man aber weit entfernte Radiowellen von jungen Galaxien aufgefangen und auch elektromagnetische Strahlen, was nach der Steady-State-Theorie nicht sein kann, weil das Universum ja homogen ist. Die Urknall-Theorie, manchmal auch Urknall-Hypothese, hat damit kein Problem, denn ihr zufolge kann es sich um eine Galaxie handeln, die sehr alt ist und sehr weit entfernt, weshalb die enorme Entfernung dafür sorgte, dass erst jetzt die Strahlen erkannt werden konnten.
Beide Theorien sind nicht bewiesen, es gibt noch viele Fragen und die Menschheit weiß vom Universum noch sehr wenig, doch 1965 erfolgte zufällig ein Ereignis, dass die Urknall-Theorie noch weiter verstärkte. Die Physiker Arno Penzias und Robert Wilson arbeiteten an einer Satellitentelefontechnologie und mussten alle Interferenzen ausschalten, um die Satellitensignale zu empfangen. Dabei stießen sie auf eine konstante Hintergrundinterferenz, die den Kontakt zum Satelliten verhinderte.
Sie hatten jene Hintergrundinterferenz gefunden, die ein Indiz für die Urknall-Theorie darstellt. Man nennt dieses Phänomen heute kosmische Hintergrundstrahlung, durch die das Alter des Universums auf 13,7 Milliarden Jahre geschätzt werden konnte. Diese Strahlung sprach klar für den Urknall und sorgte dafür, dass das Steady-State-Modell in den Hintergrund trat.
Die kosmische Hintergrundstrahlung ist eine ständig bestehende und harte Strahlung im gesamten Universum, die - so die Theorie - vom Urknall übriggeblieben ist. Man kann bei einer Beobachtung des Himmels die Sterne und Planeten herausrechnen, den Staub entfernen und alle sichtbaren Objekte entsorgen und was dann bleibt ist die kosmische Hintergrundstrahlung. Sie ist der Beweis dafür, dass es so einen Urknall gegeben haben muss. Sie zeigt Zonen mit unterschiedlichen Temperaturen und mit Hilfe der Physik kann man rückrechnen, wie es viele Milliarden Jahre früher ausgesehen haben mag und kann damit eine Entwicklung vom Beginn an bis zur Gegenwart ermöglichen.
Astronomie hat viel mit Physik zu tun und so wird in der Astronomie wie in der Physik gearbeitet. Das bedeutet, dass man Theorien aufstellt und diese wie im Labor durch Versuche zu bestätigen versucht oder erkennt, dass die Theorie nicht funktionieren kann. Das ist aber beim Bau neuer Computer mittels physikalischer Gesetze noch möglich, beim Urknall aber nicht. Doch man kann aufgrund verschiedenster Fakten die Wahrscheinlichkeit eines Urknalls eingrenzen. Und viele Fakten sprechen dafür, dass das Universum, wie man es heute kennt, durch einen solchen Urknall entstanden sein könnte.
Die Hintergrundinterferenz ist ein solcher Beweis, wodurch man das Alter besser einschätzen konnte. Das Sonnensystem ist vier Milliarden Jahre alt, das Universum mehr als dreimal so alt. Die Ausdehnung der Entfernungen spricht auch für die Theorie.
Wenn man über das Universum nachdenkt, muss man sich mit den Dimensionen vertraut machen. Eine Größenordnung betrifft die Astronomische Einheit oder auch die Entfernung von Erde und Sonne. Wichtige Punkte sind auch bei einer Umlaufbahn eines Sterns oder Planeten der nächste und weitest entfernte Punkt, bezeichnet als Aphel und Perihel. Ebenfalls ein wichtiges Hilfsmittel ist das Koordinatensystem für die Bestimmung von Planeten, Sterne oder gar ganzen Galaxien.
Die Frage ist aber, wieso man überhaupt da ist. Dabei ist man sich keineswegs einig, weil Zeitzeugen gibt es zwangsläufig nicht. Durchgesetzt hat sich die Urknall-Theorie, wenngleich sie schon auch schräge Überlegungen zum Inhalt hat. Andere Varianten gibt es mit der Steady-State-Theorie oder auch der Überlegung zum Big Crunch.
Ein eigenes Thema ist der Begriff Nebel im Universum, aus dem heraus neue Sterne entstehen können. Ob das ein Nebel oder eine Galaxie ist, war bis in das 20. Jahrhundert gar nicht so gesichert. Heute kennt man verschiedene Arten von Nebel.
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