Home - Themenseiten - Das Weltall - Teil 2

Die Grundlagen für die Urknalltheorie

Als Grundlage für die folgenden Theorien dienen drei wichtige Anhaltspunkte:

1. Durch die Rotverschiebung innerhalb der Spektren von Galaxien, kann auf eine Expansion des Universums geschlossen werden, die wir selbst zwar nicht direkt beobachten, jedoch die relative Geschwindigkeit berechnen können, mit der sich Galaxien von uns entfernen. Was heute auseinanderstrebt, muss einmal näher beieinander gewesen sein.

2. Das Vorhandensein der in den 1960er Jahren entdeckten "kosmischen Hintergrundstrahlung". Sie ist ein nachweisbareres "Überbleibsel" von Vorgängen zu Zeiten der Entstehung des Universums und stützt dessen heutige, wissenschaftliche Theorie.

3. Die aktuelle Verteilung und die Menge der Elemente im Kosmos lässt Rückschlüsse auf einen einstigen Zustand zu. So konnten zum Beispiel die Sterne, die heute im All vorhandene Menge von Helium allein nicht produzieren.

Und doch etwas: die ältesten von uns beobachteten Objekte (Quasare: Kerne aktiver und extrem helle Galaxien, in deren Innern sich ein Schwarzes Loch befindet) sind rund 14 Milliarden Jahre weit entfernt. Da wir mit einem Blick auf sie in die Vergangenheit sehen, auf einen Zustand, der einst existierte, stellen diese Objekte indirekt eine grobe Skala für die räumliche Ausdehnung und das Alter des Universums dar. Man muss natürlich berücksichtigen, dass sich das All vermutlich nicht immer gleichförmig ausgebreitet hat, dass es Phasen der langsameren und vor allem schnelleren Expansion gab. Das All ist somit wahrscheinlich jünger, vielleicht aber auch älter als die entfernteste Objekte alt sind. Da wir aber die Anfangsbedingungen des Universums physikalisch nicht beschreiben können, bleiben Aussagen über das Alter des Universums bisher unsicher.

Der Urknall

0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 1 Sekunden nach dem "Nichts"

Zu einem, für uns physikalisch nicht beschreibbaren Zeitpunkt vor 13,7 Milliarden Jahren, den man "Planck-Ära" nennt, entstanden in einer Billion-Billion-Billionstel Sekunde Raum, Zeit, elektrisch geladene Teilchen und Unmengen von Strahlung. Wir sprechen vom "big bang" oder dem "Urknall". Das soeben entstanden Universum war extrem dicht und heiß (etwa 100 Milliarden Kelvin) und begann sich sofort schubweise auszudehnen.

Nur eine Zehntelsekunde später sank die Temperatur bereits auf 30 Milliarden Kelvin und fiel weiter. Die "Urkraft", von der wir bis heute nicht wissen, was sie war, spaltete sich in die bis heute wirkenden und alles bestimmenden Kräfte: die Gravitations-, die starke-, die schwache- und die elektromagnetische Kraft. Nur dadurch war es erhaltengebliebenen Teilchen möglich, miteinander in nuklearen Reaktionen zu interagieren und so die Kerne der Elemente Helium und Wasserstoff (im Verhältnis 25 zu 75%) entstehen zu lassen.

Das Weltall ist zu diesem Zeitpunkt 3 Minuten und 46 Sekunden alt. Die Materie hatte gegenüber der Antimaterie "gesiegt", ein sehr bedeutsamer Umstand, denn ohne den geringen Überschuss an Materie, würde es uns überhaupt nicht geben. Alles hätte sich gegenseitig zerstört. Innerhalb von 15 Minuten war der Großteil der heute im All vorhandenen Wasserstoff- und Heliumkerne gebildet. An diesem Punkt greifen bereits die uns bekannten Naturgesetze. Die spektakuläre Phase 1 der Entwicklung war abgeschlossen.

Das nun vorhandene, noch undurchsichtige Universum, wurde durch stetige und heftige Wechselwirkungen zwischen Strahlung und Materie geprägt, wodurch noch kein einziges Atom hatte gebildet werden können. Erst nach 380 000 Jahren Existenz, war die Temperatur des Alls auf 6000 Grad Celsius gefallen (so heiß ist es übrigens auf der Oberfläche unserer Sonne).

Nun konnten sich Elektronen mit Wasserstoff-, Helium- und Lithiumkernen zu Atomen verbinden. Geladene Teilchen wurden verdrängt. Materie und Strahlung hatten sich von einander gelöst. Der "kosmische Urnebel" wurde lichtdurchlässig, denn Lichtteilchen konnte sich endlich in alle Richtungen ausbreiten. Die Wellenlänge der damals vorhanden Photonen wurde im Laufe der Zeit durch die Ausdehnung des Universums gestreckt. Dieser "Hintergrundstrahlung" im Mikrowellenbereich erreicht uns heute, mit einer Temperatur von nur noch 2,7 Kelvin, aus allen Richtungen des Alls.

Anschließend dauerte es mindestens 1 Million Jahre, bis sich durch gravitative Kräfte Materiehaufen bilden konnten. In diesen, sich immer weiter verdichtenden, gigantischen Gaswolken bildeten sich nach 1 Milliarde Jahre die ersten Sterne, Kugelsternhaufen und später, in noch immer nicht vollständig geklärter Weise, die ersten Galaxien.

Die Sterne produzieren in ihrem Innern von nun an auch die schwereren Elemente, wie Kohlenstoff und Eisen. Später explodierten massereichere Sterne, sich selbstvernichtend, bei Supernovaausbrüchen und weitere schwere Elemente, wie Gold, Blei und Uran entstanden und wurden ins All hinausgeschleudert. Sie dienten und dienen der nächsten Generation von Objekten als Rohstoff.

Nach 2 bis 6 Milliarden Jahren taucht auch unsere Milchstraße, die Galaxis, auf und unzählige andere Galaxien verteilen sich im All.

Und wieder Milliarden Jahre später schlossen sich Atome zu Molekülen zusammen, die wiederum der Grundbaustein des Lebens sind, wie wir es heute kennen.

Irgendwo in diesem All gab es auch eine Materiesansammlung, die vor 4,6 Milliarden Jahren einen Stern entstehen ließ, den wir Sonne nennen. Um ihn herum verdichteten sich Materie, deren Menge nicht für einen Stern ausreichte, aber die Planeten bildete. Unser Sonnensystem war geboren.

Erst 10,7 Milliarden Jahre nach dem Urknall entwickelt sich das erste Leben auf unserem Planeten.

Heute, 13,7 Milliarden Jahre nach dem Nullpunkt, blicken wir mit unserem Verstand auf zu den Sternen und stellen uns die Frage, wer und wo wir sind.

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