Die Geburtsstunde des Lichts

Warum ist im Universum alles dunkel?

Mit allen zur Verfügung stehenden Techniken haben Generationen von Forschern versucht, dem Universum ein Geheimnis nach dem anderen zu entreißen. Mit jeder technischen Neuerung konnten sie tiefer ins All schauen. Doch bis heute haben die Beobachtungsmöglichkeiten ihre Grenzen. Längst schauen die Forscher über den Rand unseres Sonnensystems hinaus.

Nachthimmel über Bergkamm. Quelle: ZDF

Der Sternenhimmel wirkt majestätisch und geheimnisvoll. Die Muster der Sterne sind rätselhaft, sie scheinen bestimmte Bilder zu formen. Frühe Astronomen versuchten Ordnung ins scheinbare Chaos zu bringen, indem sie Gruppen von Fixsternen zu Sternbildern zusammenfassten. Auch die Objekte in unserer direkten Umgebung studierten die frühen Himmelsbeobachter, zum Beispiel den Mond. Sie untersuchten den Rhythmus der Phasen des Erdtrabanten, der uns immer dieselbe Seite zuwendet. Bis heute sind die exakten Bahnen der Planeten unseres Sonnensystems noch nicht völlig ergründet.

Pferdekopfnebel Quelle: ZDF

Der Venusdurchgang

Die Venus beispielsweise gab durch ihre verschiedenen Phasen zunächst Rätsel auf. Sie scheint in deren Verlauf sogar ihre Größe zu verändern. Der Grund dafür liegt in der Perspektive, mit der wir auf die Venus schauen: Venus und Merkur umkreisen die Sonne näher als die Erde. Je nach Position wird die Venus unterschiedlich von der Sonne angestrahlt. Auf ihrer Umlaufbahn verändert sie regelmäßig den Abstand zur Erde. Das erklärt den Größenunterschied, den wir beobachten.

Ein weiteres Phänomen ist der sogenannte Venusdurchgang. Wenn unser Nachbarplanet gerade zwischen Erde und Sonne steht, zeigt sich die Venus lediglich als dunkle Scheibe. Dieses seltene Ereignis veranlasste 1769 James Cook dazu, für seine Beobachtungen bis nach Tahiti zu segeln. Dort gelang es ihm, mittels astronomischer Vermessung des Venusdurchgangs die Entfernung von der Erde bis zur Sonne zu berechnen.

Der Tag ohne Gestern

Der Himmel scheint zum großen Teil dunkel und leer. Dennoch ist er voller Phänomene, die wir noch längst nicht verstehen, wie beispielsweise den Urknall. Wie soll man ihn sich vorstellen? Forscher wissen, dass das Universum aus einer unglaublich hohen Energiekonzentration entstand. Aber eine Explosion fand nicht im Universum statt, sondern das Universum hat sich erst dadurch gebildet.

Supernovaexplosion, Art 1 Quelle: ZDF

Gehen wir noch einmal zurück zum Anfang der Welt. Der Urknall ist der Tag ohne Gestern, der Tag an dem Raum und Zeit und Materie entstand. Es geschah vor 13,7 Milliarden Jahren: Aus einem einzigen Punkt heraus entstand das Universum und dehnte sich blitzschnell aus. Die Temperatur ist so hoch, dass sich die Teilchen ständig umwandeln.

Transparenz des Weltraums

Zuerst entwickelt sich alles in Symmetrie: Materie und Antimaterie entstehen gleichzeitig. Dann gibt es eine winzige Unregelmäßigkeit, es bilden sich mehr Teilchen als Antiteilchen. Es ist der Beginn der Materie. Nach zehn Sekunden vereinigen sich Protonen und Neutronen durch Kernfusionen zu den ersten Atomkernen. Nach drei Minuten entstehen die ersten Elemente: Wasserstoff und Helium. Der Kosmos ist ein heißer Brei und völlig undurchsichtig. Im All sind nun so viele geladene Teilchen, dass jedes Lichtteilchen ständig abgelenkt wird. Aus jener Zeit erreicht uns deshalb kein Licht und somit auch keine Information über das, was damals geschah.

Erst nach 380.000 Jahren hat sich das Universum so weit abgekühlt, dass es kaum noch freie geladene Teilchen gibt. Der Nebel lichtet sich und die elektromagnetische Strahlung kann sich nun ungehindert ausbreiten - die Geburtsstunde des Lichts. Unterschiedliche Bereiche bilden sich, dadurch wird der Weltraum transparent. Strukturen entstehen, überall implodieren Gaswolken und formen erste leuchtende Sterne.

Weiter mit: Blick in die Geschichte des Universums

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