Blick in die Geschichte des Universums

Der Beginn der modernen Astronomie

Mit dem bloßen Auge betrachtet, präsentiert sich der Nachthimmel als Ansammlung von glitzernden Punkten. Doch jeder von ihnen erzählt eine besondere Geschichte. Die Dimensionen im Weltall sind schwer zu erfassen. Die Faszination für die unendlichen Weiten des Universums brachte die Menschen schon früh dazu nach technischen Möglichkeiten zu suchen, um mehr darüber zu erfahren.

Unsere Galaxie, die Milchstraße. Quelle: ZDF

Heute weiß man, unsere Galaxie, die Milchstraße ist eine Anhäufung von Materie. Sie ist 100.000 Lichtjahre breit. So lange braucht ein Lichtstahl von der einen Seite der Spiralgalaxie zur gegenüberliegenden. Das Licht, das wir auf der Erde empfangen, bringt uns somit Botschaften aus längst vergangener Zeit. Wir blicken stets nur in die Geschichte des Universums.

Reise in die Vergangenheit

Das Licht des planetarischen Nebels M 57 wurde vor 2000 Jahren losgeschickt und erreicht uns erst heute. Das Bild des Sanduhrnebels ist seit 8000 Jahren unterwegs. 68 Millionen Jahre braucht das Licht von der Sombrerogalaxie bis zu uns. Einer der weitesten Blicke, der jemals gewagt wurde, geht zurück in eine Zeit, als das Universum gerade mal zwei Milliarden Jahre alt war. Das Licht aus diesen Galaxien ist seit etwa 12 Milliarden Jahren unterwegs. Wir schauen fast in die Kinderstube des Weltalls.

Kinderstube des Weltalls Art. 2 Lange nacht Quelle: ZDF

Der technische Fortschritt eröffnete immer neue Möglichkeiten. Die Ära der Teleskope begann mit dem Mathematiker, Physiker und Astronom Galileo Galilei. Er baute Anfang des 17. Jahrhunderts das erste Teleskop, studierte den Mond und kartierte die Krater des Erdtrabanten. Galileo entdeckte die Monde des Jupiters und erforschte die Phasen der Venus. Rund 50 Jahre später untersuchte Isaac Newton die Gesetze der Lichtbrechung und splittete das Sonnenlicht in sein Spektrum auf. Er studierte die Lichtreflektion und entwickelte das Spiegelteleskop. Ausgehend von seinen Himmelsbeobachtungen stellte er Überlegungen über die Gravitation an, über die Anziehungskraft der Planeten und Sterne. Das war der Beginn der modernen Astronomie.

Newton Versuch, lange Nacht Quelle: ZDF

Spektakuläre Entdeckungen

Ein weiterer bedeutender Astronom der Geschichte ist der Deutsch-Brite William Herschel. Er entwickelte und baute Teleskope mit außergewöhnlicher Lichtleistung. Damit beobachtete und kartierte er 1781 unsere Milchstraße. Aber erst der irische Astronom Lord Rosse erkannte darin die Spiralstruktur. Im 19. Jahrhundert kam mit der Spektroskopie der nächste große Entwicklungsschritt. Aus den Spektrallinien des Lichts eines Sterns lässt sich etwas über die Temperatur auf der Oberfläche, ja sogar etwas über seine chemische Zusammensetzung aussagen.

Teleskop von Herschel, Art 2 Lange Nacht Quelle: ZDF

In den 1920er Jahren dann sorgt das Hooker-Teleskop am Mount-Wilson-Observatorium in Kalifornien für neue, überraschende Daten. Der Astronom Edwin Hubble untersuchte ferne Galaxien und entdeckte, dass sich das Farbspektrum des Lichts von Galaxien zum Roten hin verschiebt. Daraus schloß man, dass sich die Galaxien von uns wegbewegen. Eine spektakuläre Entdeckung. Viel später wird dies als Hinweis erkannt, dass die Galaxien auseinanderdriften und somit das Universum stetig expandiert.

Weiter als das Auge reicht

Teleskope benötigen einen klaren Himmel für ihren Blick ins All, mit möglichst sauberer Luft und geringer Wolkenbildung. Große Höhen bieten daher gute Bedingungen. In abgelegenen Regionen fehlt zudem die störende Lichtverschmutzung der Zivilisation. Heute ist es nicht mehr so leicht, solche Standorte zu finden, denn der Mensch besiedelt und beleuchtet die Erde großräumig. Ein guter Platz ist die Atacamawüste in Chile. Hier wurde das sogenannte VLT , das Very Large Teleskop, gebaut. Vier Teleskope mit Spiegeln von je acht Metern Durchmesser sind in Richtung Südhimmel ausgerichtet. Die Bilder zeigen verblüffende Details.

VTL Art. 2 Lange Nacht Quelle: ZDF

Teleskope imitierten mit ihrer Bauweise das menschliche Auge. Das sichtbare Licht wird fokussiert und Bilder scharf aufgenommen. Beim Teleskop sind die Empfänger spezielle Detektoren. Sie sammeln die Lichtquanten ein und errechnen daraus ein Bild. Mit dem menschlichen Auge kann nur Licht in einem schmalen Wellenlängenbereich wahrgenommen werden. Was unser Auge sieht und was sich mittels optischer Teleskope erkennen lässt, eröffnet uns also nur ein kleines "Guckloch" in das Universum. Wenn wir mehr erfahren wollen, müssen wir auch in den anderen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums nachschauen. Aber davon dringt nur wenig durch die Erdatmosphäre.

Moderne Teleskope

Teleskope im All sollen helfen weitere Informationen einzusammeln. Hubble kombiniert optische Astronomie mit Instrumenten für ultraviolette und infrarote Strahlung. Es liefert damit völlig neue Einblicke in das Universum. Das Teleskop Spitzer durchsucht das All ebenfalls im Infrarotbereich. Dieser Teil der elektromagnetischen Strahlung dringt nämlich kaum durch die Erdatmosphäre und ist daher mit erdgebundenen Teleskopen nicht zu beobachten. Mit dem Spitzer-Teleskop aber kann man die 11,6 Millionen Lichtjahre entfernte Spiralgalaxie M 81 sehen.

Supernova Radiowellen Quelle: ZDF


Von der Erde aus gut zu beobachten sind Informationen aus dem Radiowellenbereich. Riesige Teleskope sind dafür auf fast allen Kontinenten installiert. Aus den Radiowellen lassen sich mittels Computern farbige Bilder errechnen. Die rot gefärbten Jets zeigen wie im Zentrum ein supermassives schwarzes Loch seine Wirkung entfaltet, eine Supernova.

Weiter mit: Dem Urknall auf der Spur

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