Urknalltheorie besteht Temperaturtest

„Es freut mich, dass die Urknalltheorie diesen Test bestanden hat, aber es wäre viel spannender gewesen, wenn sie durchgefallen wäre und wir uns jetzt eine neue Theorie ausdenken müssten.“ Pech für John Bahcall vom Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey. Die Spannung wurde ihm von einem indischen Astronomen und dessen Kollegen genommen, wie Bahcall in der neuesten Ausgabe von Nature berichtet.

Wenn die Urknalltheorie richtig ist, dann kühlt sich das Universum seit seiner Entstehung ab. Die kosmische Hintergrundstrahlung – das „Nachglimmen“ des Urknalls“ – hat heute eine Temperatur von rund 3 Kelvin oder minus 270 Grad Celsius. Dem Inder Raghunathan Srianand vom Inter University Centre for Astronomy and Astrophysics in Poona ist es jetzt gelungen, aus Beobachtungen an einer intergalaktischen Gaswolke die Temperatur der Hintergrundstrahlung vor 12 Milliarden Jahren zu bestimmen. Seinen Messungen zufolge betrug sie mindestens 6 Kelvin und höchstens 14 Kelvin. Damit unterstützt sein Ergebnis die Urknalltheorie, die eine Temperatur von 9 Kelvin voraussagt.

Das Licht der Gaswolke benötigte 12 Milliarden Jahre, um uns zu erreichen. Wir blicken also 12 Milliarden Jahre in die Vergangenheit, wenn wir diese Gaswolke beobachten. Die Hintergrundstrahlung aus dieser Zeit brauchte ebenfalls 12 Milliarden Jahre bis zu uns. Dabei kühlt sie jedoch auf den heutigen Wert von 3 Kelvin ab, so dass die Hintergrundstrahlung selbst uns keine direkte Information über ihre frühere Temperatur liefert.

Diese Information konnte Srianand aber dem Licht der Gaswolke entlocken. Hinter der Gaswolke befindet sich ein hell leuchtender Quasar. Die Wolke filtert aus seinem Licht bestimmte Frequenzen heraus. Die Energie des absorbierten Lichtes befördert Elektronen in den Atomen und Molekülen der Wolke in einen höheren Energiezustand.

Mittels einer genauen Analyse der absorbierten Frequenzen konnten Srianand und seine Kollegen zeigen, dass einige der Atome bereits vor der Absorption des Quasarlichtes in einem leicht erhöhten Energiezustand waren, der nur von einer allgegenwärtigen Hintergrundstrahlung mit einer Temperatur zwischen 6 und 14 Kelvin herrühren kann.

Die Astronomen führten ihre Beobachtungen in Chile im Paranal-Observatorium der ESO durch.

Axel Tillemans