Urknall und erster Exoplanet Nobelpreis Physik für die Vermessung des Universums

Der Nobelpreis für Physik geht 2019 an drei Astrophysiker. Sie haben mit dem Nachweis des ersten Exoplaneten und der Dunklen Materie unsere Sicht auf das Universum für immer verändert.

Gelbe, rote und blaue Flecken zeigen die kosmische Hintersgrundstrahlung
In diesem Bild stecken neun Jahre Beobachtung des Universums. Es zeigt die Temperaturschwankungen (dargestellt als Farbunterschiede) im kosmischen Mikrowellenhintergrund. Sie sind die Keime der Galaxien, 400.000 Jahre nach dem Urknall. Bildrechte: Nasa/JPL-Caltech

Kann man das Universum mit einer Tasse Kaffee vergleichen? Beim Nobelpreiskomitee geht das. Professor Ulf Danielsson, Astrophysiker an der Universität Uppsala, nutzte den Vergleich, um uns ein Bild des Universums zu zeigen, wie wir es heute dank der Forschungen von James Peebles kennen.

Physiker Ulf Danielsson erklärt unser Universum mit einer Tasse Kaffee
Kaffee, Milch und Zucker. So erklärt Prof. Ulf Danielsson unser Universum. Bildrechte: Nobel Prize

Wenn Sie das nachmachen wollen, brauchen Sie Kaffee, Milch und Zucker. Zuerst einen großen Schluck Kaffee in die Tasse. Das ist die Dunkle Energie – sie macht 69 Prozent des Universums aus. Dann die Milch dazu – die Dunkle Materie (26 Prozent). Und ein bisschen Zucker. Das (fünf Prozent) ist all die Materie der Sterne, Planeten und Lebewesen - inklusive uns Menschen.

Und das wissen wir dank James Peeble. Der kanadische Kosmologe, der fast sein ganzes Leben in den USA an der Princeton University lehrte, hat die kosmische Hintergrundstrahlung Anfang der 1960er-Jahre vorhergesagt. 1996 wurde sie entdeckt, ein Echo des Urknalls und für Peebles eines seiner Hauptforschungsfelder. In den folgenden zwanzig Jahren entwickelte er neue Theorien über die kosmische Strahlung. Erst mit ihnen war es möglich, die dunklen Seiten des Alls zu entdecken: Dunkle Energie und Dunkle Materie. Und damit das Universum wirklich zu vermessen.

Die Nobelpreisträger für Physik dieses Jahres haben das Bild eines Universums gemalt, das viel seltsamer und wundervoller ist, als wir es uns je vorgestellt hatten.

Prof. Ulf Danielsson, Universität Uppsala,

Aber kommen wir zurück zum Kaffee. Denn die Schweizer Michel Mayor und Didier Queloz kümmerten sich um den Zucker. Sie entdeckten als erste einen Planeten, der um eine andere Sonne kreist. Am 6. Oktober 1995 veröffentlichten sie ihre Forschungen.

Wackelnder Stern verrät den Planeten

Der Stern 51 Pegasi - 50 Lichtjahre entfernt - ist im Sternbild Pegasus in guten Nächten gerade im Herbst im Norden sogar mit bloßem Auge zu sehen. Der Planet allerdings nicht. Diesen konnten die Forscher nur indirekt nachweisen. Durch den sogenannten Dopplereffekt. Das funktioniert so: Der Planet bringt den Stern zum Wackeln. Dadurch bewegt er sich abwechselnd auf uns zu und von uns fort. Und das kann man in der Wellenlänge des Lichts erkennen: Blauverschiebung - der Stern bewegt sich auf uns zu, Rotverschiebung - er bewegt sich von uns weg.

Ein Planet vor einem heißen Stern
So könnte der gigantische Gasplanet Pegasi 51b aussehen, der in 4,2 Tagen einmal um seine Sonne Pegasi 51 rotiert. Bildrechte: Nasa

Ein winziger Effekt, den die beiden aber genau nachweisen konnten. Auch wegen des ungewöhnlichen Planeten. Denn der hat eine sehr enge Umlaufbahn, ist nur rund sieben Millionen Kilometer von seiner Sonne entfernt (zum Vergleich: die Entfernung Erde - Sonne: 149 Millionen Kilometer), aber 1,3 Mal so groß wie Jupiter.

Heute glauben wir, dass es Milliarden von Planeten geben könnte. Allein in unserer Milchstraße. Über 4.000 davon haben wir bereits entdeckt. Und Mayor und Queloz haben die Tür zu diesen Entdeckungen aufgestoßen.

Künstlerische Darstellung des Urknalls. 45 min
Bildrechte: MITTELDEUTSCHER RUNDFUNK

Dieses Thema im Programm: MDR FERNSEHEN | MDR AKTUELL | 08. Oktober 2019 | 19:30 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 09. Oktober 2019, 09:36 Uhr

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Der Astrophysiker Heinz Billing (l) im Jahr 2006: Bayerns damaliger Ministerpräsident Edmund Stoiber stehen am Montag hat ihn mit dem Maximiliansorden ausgezeichner, Bayerns höchste Ehrung für Kunst und Wissenschaft. Bildrechte: dpa