Woher wissen wir das Alter unseres Universums?

Dr. Holger Then antwortete

Aus Beobachtungen ferner Galaxien fand der Astronom Edwin Hubble im letzten Jahrhundert, dass diese sich von uns wegbewegen. Dabei bewegen sie sich um so schneller von uns weg, je weiter sie schon weg sind. Der Grund dafür ist, dass sich der gesamte Weltraum als ganzes ausdehnt, so wie ein Schwamm, nachdem er erst zusammengedrückt und dann losgelassen wird.

Die Entwicklung des Universum wird durch die sogenannten Einstein'schen Feldgleichungen beschrieben. Wird der heutige Zustand des Universums, wie er aus astronomischen Beobachtungen bekannt sind, in diese Gleichungen eingesetzt, so lässt sich daraus die zukünftige Entwicklung unseres Universums berechnen. So folgt zum Beispiel, dass die Expansion des Universums nie enden wird. Diese Vorausberechnung kann man mit der Berechnung der Flugbahn eines Fußballs vergleichen. Kennt man zu einem Zeitpunkt seine Position (z.B. Strafraumgrenze) und seine Geschwindigkeit, sowie ggf. weitere Einflussgrößen, so kann man berechnen, wohin er fliegen wird (Torwinkel).

Andererseits kann man aber für den Ball auch ausrechnen, woher er gekommen ist (der Fuß von Diego) und wann er losgeflogen ist. Genauso lässt sich mit Hilfe der Einstein'schen Feldgleichungen die Entwicklung des Universums auch rückwärts in der Zeit berechnen. Geht man immer weiter in der Zeit zurück, so gelangt man an an einen Punkt, an dem das gesamte Universum in einem sehr kleinen Bereich zusammengepresst war. Dieser Punkt ist bekannt als der Urknall. Die Rückrechnung ergibt, dass der Urknall vor ungefähr 14 Milliarden Jahren stattgefunden hat, das is also das Alter des Universums.

Da beim Urknall alles Licht und alle Materie so eng in einem kleinen Universum konzentriert war, dass die Dichte einen riesigen fast unvorstellbaren Wert angenommen hat, besaßen die physikalischen Gesetze, wie wir sie heute kennen, keine Gültigkeit mehr. Eine Zurückrechnung bis an den Urknall ist von daher nicht vollständig möglich und die ersten Sekundenbruchteile des Lebens des Universum bleiben uns noch verborgen. Doch immer neue Fortschritte in der Physik ermöglichen es, sich näher und näher an den Beginn von Raum und Zeit heranzutasten.

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Dr. Holger Then hat an der Universität Ulm über Kosmologie promoviert. Nach Auslandsaufenthalten in Bristol (England) und Uppsala (Schweden) kehrte er nach Deutschland zurück, und ist jetzt Wissenschaftler an der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, wo er sich mit statistischer  Physik befasst.

Weitere Fragen und Anmerkungen an:
holger.then(at)uni-oldenburg.de