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Die Schatten
der ersten Atome
von Rainer Kayser
5. Mai 2004
Amerikanische Astronomen schlagen vor, mit Radioteleskopen nach den "Schatten"
der ersten Atome zu suchen, die im Kosmos entstanden sind. So könne man
erstmalig Informationen über das "dunkle Zeitalter" des Universums gewinnen -
jene Zeit zwischen Urknall und der Entstehung der ersten Sterne. In dieser Phase
hat sich die Materie zu ersten Strukturen zusammengeballt, vermutlich unter dem
Einfluss der mysteriösen "dunklen Materie" aus bislang unbekannten
Elementarteilchen.
Das dunkle Zeitalters des Universums endete als sich aus den
Wasserstoffwolken (hier rötlich dargestellt) ersten Sterne
bildeten. Bild:
David A. Aguilar, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics |
"Die kosmische Hintergrundstrahlung enthält eine Fülle von Informationen, aus
denen wir etwas über die genauen Anfangsbedingungen des Kosmos erfahren können",
erläutert Abraham Loeb vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in
Cambridge, Massachusetts. Gemeinsam mit seinem Kollegen Matias Zaldarriaga
untersuchte Loeb, welche Auswirkungen die ersten Atome auf diese
Hintergrundstrahlung hatten.
370.000 Jahre nach dem Urknall war das Universum so weit abgekühlt, dass sich
erste Wasserstoff-Atome bilden konnten. Damit wurde der Kosmos zugleich
durchsichtig für elektromagnetische Strahlung. Die damals freigesetzte
Strahlung, das "Echo des Urknalls", sehen wir heute als kosmische
Hintergrundstrahlung, durch die Expansion des Alls abgekühlt auf eine Temperatur
von nur noch 2,7 Grad über dem absoluten Nullpunkt. Ein Teil diese Strahlung
jedoch wurde im dunklen Zeitalter des Kosmos von den Wasserstoff-Atomen wieder
absorbiert. Diese "Schatten" der Atome sollten nach Ansicht von Loeb und
Zaldarriaga mit der kommenden Generation großer Antennenanlagen wie dem
Square Kilometer Array nachweisbar sein.
So ließen sich noch Materieansammlungen im frühen Kosmos aufspüren, die
damals nur 300 Lichtjahre groß waren. Gegenüber heutigen Techniken, die nach
Temperaturschwankungen in der Hintergrundstrahlung sucht, ist dies eine
Verbesserung der Auflösung um das Tausendfache. Allerdings ist die Suche nach
den kosmischen Schatten nicht ganz einfach. Wasserstoff absorbiert Strahlung mit
einer Wellenlänge von 21 Zentimetern. Aber durch die Expansion des Weltalls
befindet sich diese Absorption heute in einem Wellenlängenbereich von 6 bis 21
Metern. Mit den heutigen Radioteleskopen lässt sich eine Absorption in diesem
Bereich noch nicht aufspüren.
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