Wie alles begann Was kam nach dem Urknall?
Hauptinhalt
Der Anfang von allem - wie war das? Weltweit gibt es verschiedenste Schöpfungsmythen. Schlangen, Schildkröten, Elefanten spielen dabei eine Rolle, sie erschaffen oder tragen die Erde. Große Religionen gehen von einem Schöpfer aus, der die Welt erschaffen hat. Für Wissenschaftler ist es der Big Bang, der Urknall, mit dem alles begann. Karsten Möbius über die wohl faszinierendste und verrückteste Geschichte, die menschliche Hirne je gedacht haben:
Niemand hat auch nur die geringste Vorstellung wie sich der Urknall vollzogen haben könnte. Allerdings glauben Astro- und Quantenphysiker, dass sie die Prozesse, die danach abgelaufen sind, verstanden haben. Junior-Professor Martin Ammon vom Theoretisch-Physikalischen Institut der Universität Jena zufolge sind bis heute die ersten 10 hoch minus 43 Sekunden auch mit der allgemeinen Relativitätstheorie verborgen. Das heißt übersetzt, Wissenschaftler berechnen den Zustand des Universums 0,... und dann kommen 42 Nullen und eine 1 Sekunde nach dem Urknall. Und doch gibt es etwas, über das sich die Forschung einig ist: Nämlich, dass es von Beginn am extrem heiß gewesen sein muss, sagt sagt Martin Ammon und erklärt:
Wir reden von Billionen, Billiarden und noch mehr Kelvin oder Grad Celsius. Nach ungefähr einer eintausendstel Sekunde haben sich dann die Elementarteilchen, sowas wie die Protonen und Neutronen gebildet.
Unter sehr heiß kann man sich ja noch etwas vorstellen. Was aber innerhalb der ersten Sekunde auch noch stattgefunden haben muss, das klingt - wie der Urknall selbst - wieder nach Zauberei. Wissenschaftler sprechen von der "inflationären Phase des Universums". Während das heiße Plasma sich Bahn bricht, erweitert sich schlagartig der Raum um dieses Plasma. Wir haben von einem zum anderen Sekundenbruchteil ein fürs menschliche Auge extrem kleines, nicht sichtbares Universum, das plötzlich die Dimension des unendlichen Raums annimmt. Das kann man nicht verstehen. Danach läuft im Vergleich dazu alles eher langweilig ab. Die Ursuppe sortiert sich, sagt Kosmologe Bruno Leibundgut:
Die Entstehung der allerersten Elemente Wasserstoff, Helium, Lithium und Bor ist in den ersten drei Minuten nach dem Urknall erfolgt. Da haben wir ein erstes konsistentes Bild des Urknalls, das im Moment sehr schön zusammenpasst.
Es passt deshalb gut zusammen, weil die Berechnungen über die Entstehung der Elemente mit den aktuellen Beobachtungen perfekt übereinstimmen, also wie sich Materie im All verteilt und wie häufig oder selten bestimmte Elemente vorkommen.
Bis was passiert, dauert es lange
Das Plasma breitet sich im plötzlich unendlichen Universum aus. Die Dichte wird geringer und es kühlt weiter ab. Das Teilchengewimmel ist noch so dicht, dass der heiße Brei kein Licht nach außen läßt. Licht stößt an Teilchen an und wird absorbiert. Bis etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall die Temperatur so weit abkühlt, dass immer mehr Protonen Elektronen an sich binden und Licht nach außen gelangt: So beschreibt Quantenphysiker Christian Rödel vom Helmholzinstitut Jena eine für uns entscheidende Phase des Universums.
Das bedeutet nichts Geringeres, als dass wir ab diesem Zeitpunkt das Universum sehen und beobachten können. Das älteste Licht, das uns erreicht, stammt aus der Zeit, etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall. Was vorher passiert ist, bleibt im Dunkeln. An der Plasmagrenze ist für unsere Teleskope schlichtweg Feierabend. Alles, was wir über die Zeit davor wissen, sind Berechnungen und Theorien, die am Schreibtisch entstanden sind.
Urknall strahlt bis heute
Auf 3.000 Grad Kelvin hatte sich die Ursuppe damals im endlosen Raum abgekühlt. Heute ist das Restgrummeln, die Hintergrundstrahlung des Urknalls eiskalt: 2,7 Grad Kelvin. Wo immer auch Astrophysiker die Hintergrundstrahlung messen - überall ist sie 2,7 Grad Kelvin - abgesehen von minimalsten Abweichungen viele Stellen hinter dem Komma, die etwas wärmere und kältere Bereiche zeigen. Diese Temperaturunterschiede gelten als erste Hinweise darauf, dass damals die unregelmäßige Verklumpung von Materie begann und später Struktur im Raum entsteht - Galaxien, Sterne, Plaenten, sagt Kosmologe Bruno Leibundgut.
Soweit die Geschichte von kurz nach dem Urknall, wie die Wissenschaft ihn heute versteht. Die Hoffnungen, Informationen direkt vom Big Bang, vom wirklichen Anfang zu bekommen, sind sehr groß. Mit dem Nachweis von Gravitationswellen kann man theoretisch direkt in den Urknall hineinhören. Gravitationswellen erzeugt nämlich jedes Teilchen, anders als Licht. Und anders als Licht durchdringen Gravitationswellen auch die dichteste Ursuppe. Bruno Leibundgut geht aber davon aus, dass unsere Theorie vom Urknall vom Beginn des Universums noch nicht die Letzte ist.
Dieses Thema im Programm: MDR FERNSEHEN | Urknall oder Schöpfung? | 20. Januar 2019 | 22:15 Uhr
