Daten des Esa-Satelliten "Planck" Babyfoto des Kosmos

Planck-Satellit Den gesamten Himmel im Blick

(Video: Esa/Planck Collaboration)

Astrophysiker präsentieren das bislang genaueste Bild des frühen Universums - eine Art Nachglimmen des Urknalls. Und alles ist fast so, wie man es sich vorgestellt hat. Allerdings bleiben 95 Prozent des Weltalls weiterhin ein Mysterium.

Von Alexander Stirn

Es ist wie auf einem gelungenen Babyfoto. Alles so, wie man es sich vorgestellt hat, einfach perfekt. Dass es hier um ein Babyfoto des Universums geht, macht keinen Unterschied, außer dass es vergleichsweise aufwendig erstellt wurde. Am Mittwoch haben Astrophysiker Daten des seit 2009 im All kreisenden europäischen Satelliten Planck vorgestellt, zusammengefügt zu einem bunten Mosaik aus blauen, orangen und roten Flecken.

"Ein bisschen wie moderne Kunst - oder ein dreckiger Football", scherzte George Efstathiou, Kosmologe an der Universität Cambridge, bei der Präsentation der Bilder in Paris. Der Physiker sieht in den Aufnahmen aber etwas anderes: "ein fast perfektes Universum", das mit wenigen Abweichungen den theoretischen Vorhersagen entspricht. Ein paar Überraschungen wären den Forschern wohl lieber gewesen.

Gemessen haben die Kosmologen die sogenannte Kosmische Hintergrundstrahlung, eine Art Nachglimmen des Urknalls. Etwa 380.000 Jahre alt war das Universum zu jenem Zeitpunkt, den Planck nun festgehalten hat. Noch frühere Babybilder sind nicht möglich, denn direkt nach dem Urknall vor etwa 13,8 Milliarden Jahren war das Universum ein dichter, heißer Feuerball. Elektronen, die negativ geladenen Elementarteilchen, besaßen so viel Energie, dass sie sich nicht dauerhaft an ihre positiv geladenen Partner, die heutigen Atomkerne binden konnten. Sie flitzen frei durch die Gegend. Wie die Tröpfchen eines dichten Nebels streuten sie dabei das Licht und verhinderten dessen Ausbreitung.

Erst danach kühlte sich der junge Kosmos langsam ab. 380.000 Jahre nach dem Urknall, das Universum war auf ein Tausendstel seiner heutigen Größe angewachsen, fiel die Temperatur schließlich auf knapp 3000 Grad Celsius. Elektronen und Protonen konnten sich zu Wasserstoffatomen verbinden. Der Nebel lüftete sich, das erste sichtbare Licht machte sich auf den Weg durch die Äonen.

Heute, fast 14 Milliarden Jahre später, ist dieses ursprüngliche Licht noch immer vorhanden. Da sich das Universum aber ausgedehnt hat, sind auch die ersten Lichtteilchen "gestreckt" worden. Ihre Wellenlängen liegt heute im Bereich der Mikrowellen-Strahlung. Deren Signale konnte der knapp zwei Meter großer Hauptspiegel von Planck auffangen, der beim Raumfahrtkonzern Astrium in Friedrichshafen gefertigt wurde - mit einer zuvor unerreichten Genauigkeit. "Dadurch können wir nun Präzisionskosmologie machen", sagt Torsten Enßlin vom Max-Planck-Institut für Astrophysik und Leiter der deutschen Beteiligung an der Planck-Mission.

Dabei zeigt sich, dass das kosmische Hintergrundrauschen alles andere als gleichförmig ist. Kurz bevor die Photonen des Ur-Lichts den Feuerball verlassen konnten, waren manche der Lichtquanten in dichteren und wärmeren Regionen unterwegs gewesen, andere in dünneren und kälteren. Dieses Flackern ist bis heute in der aus allen Richtungen des Alls kommenden Mikrowellenstrahlung eingebrannt; es macht sich in den unterschiedlichen Farben des Babyfotos bemerkbar.