Das Bild der Harvard-Forschergruppe soll den kosmischen Hintergrund zeigen, der von Gravitationswellen bewegt wird. | Bildquelle: AP

Ein Signal vom Urknall Gravitationswellen erstmals entdeckt

Stand: 18.03.2014 11:46 Uhr

Einem Forscherteam aus Massachusetts ist ein Blick 13,8 Milliarden Jahre zurück gelungen: auf die Zeit unmittelbar nach dem Urknall. Die Signale sollen zeigen, dass es die lange vermuteten Gravitationswellen in kosmischer Hintergrundstrahlung tatsächlich gibt.

Von Silke Hasselmann, MDR-Hörfunkstudio Washington

Als sich kürzlich rund 300 Besucher zur "Langen Nacht" am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambrigde eingefunden hatten, um Spitzenwissenschaftler zum Thema "50 Jahre Urknall-Theorie" zu hören, da hatte sich der Moderator eine nette Einstimmung einfallen lassen.

US-Forscher finden Urknall-Zeugen und Gravitationswellen
S. Hasselmann, ARD Washington
11.02.2016 15:38 Uhr

Download der Audiodatei

Wir bieten dieses Audio in folgenden Formaten zum Download an:

Hinweis: Falls die Audiodatei beim Klicken nicht automatisch gespeichert wird, können Sie mit der rechten Maustaste klicken und "Ziel speichern unter ..." auswählen.

Er bat das Publikum, zunächst "für eine Minute den Geist abzuschalten, die Augen zu schließen und sich NICHTS vorzustellen. "Einfach NICHTS." Es gäbe kein Universum, keine Sterne, keine Planeten. Kunstpause. "Und dann fängt alles an zu existieren."

Erste Signale nach dem Urknall

Mit diesem "dann" war ein Zeitpunkt vor 13,8 Milliarden Jahren gemeint. So sicher sind sich die Anhänger der Urknall-Theorie über den Geburtstermin für unser Universum. Nun wurde bekannt, dass ein Team eben jenes Harvard-Smithsonian Centers Signale aufgefangen haben will, die in der frühesten Phase nach dem Big Bang entstanden sind. Genauer gesagt: Null Komma 34 Nullstellen 1 Sekunde danach.

Die Astrophysiker um John Kovac wurden damit praktisch späte Zeugen der Entstehung unseres Kosmos. Dafür haben sie drei Jahre lang mit Hilfe des am Südpol stationierten Teleskops BICEP 2 die kosmische Hintergrundstrahlung abgesucht. Das ist jene Mikrowellenstrahlung, die 380.000 Jahre nach dem Urknall entstanden ist - just zu jener Zeit, in der das superheiße, aus Plasma bestehende Universum begann, abzukühlen und somit erstmals Lichtstrahlen durchzulassen. Dieses Licht ist heute noch schwach als Hintergrundstrahlung wahrnehmbar und bietet den Forschern ein ziemlich präzises Bild davon, wie das Universum 380.000 Jahre nach dem Großen Knall ausgesehen hat.

"Knall innerhalb des Urknalls"

Das Forscherteam rund um John Kovac (links) untersuchte drei Jahre lang die kosmische Hintergrundstrahlung. | Bildquelle: AP
galerie

Das Forscherteam rund um John Kovac (links) untersuchte drei Jahre lang die kosmische Hintergrundstrahlung.

Doch die Wissenschaftler suchten nach noch älteren Signalen und nach Mustern, die zeigen würden, dass es tatsächlich Gravitationswellen gibt. Diese Wellen konnten bislang nicht nachgewiesen werden, spielen aber in der Quantenphysik und bei der "Inflations-Theorie" eine wichtige Rolle, die deren Erfinder Alan Guth vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) auf der Big-Bang-Nacht so erklärte:

"Innerhalb dieser 10 hoch -35 Sekunden nach dem Beginn des Universums setzte das Aufblasen in einer Geschwindigkeit ein, die zunächst exponentiell zunahm. Ich nenne es den 'Knall innerhalb des Urknalls'. Die Inflations-Theorie beschreibt die Kraft, die das zunächst Nano-kleine Universum in diese gigantische Expansion getrieben hat und die dafür zuständig ist, dass unser Kosmos sich immer noch ausdehnt, wenn auch viel gemütlicher.“

Mysteriöse Wellen aus Quantenpartikeln

Die Anhänger der Urknall-Theorie konnten die Ausdehnung des Universums physikalisch nicht erklären, bis Alan Guth vor über 30 Jahren sein Modell vorstellte. Es beruhe auf den "wundersamen physikalischen Annahmen, dass Gravitationskräfte auch abstoßend wirken und nicht nur anziehend. Außerdem ist die Energie des Gravitationsfeldes nicht positiv, sondern negativ," so Guth.

Das finde man schon in der Newtonschen Mechanik, "was bis vor kurzem kaum jemand beachtet hat", erklärt Guth weiter. Ein Problem gab es mit seiner Theorie des inflationären Universums freilich: So konnte bislang niemand die Existenz sogenannter Gravitationswellen nachweisen. Das sind Wellen aus Quantenpartikeln, die beim lichtschnellen Reisen durch Zeit und Raum ebenjene Raumzeit-Struktur stauchen oder strecken können – jedenfalls in der Theorie.

Universum gewaltsam auseinandergezerrt

Doch genau dieser Nachweis ist den Astrophysikern vom Harvard-Smithsionian Center for Astrophysics nun gelungen. Jedenfalls erklärten sie, dass sie in jenem ersten Raum-Zeit-Gewebe nach dem Urknall wellenartige Kräuselungen entdeckt hätten. Die gelten als entscheidendes Zeichen dafür, dass das Universum sofort nach seinem Entstehen gewaltsam auseinandergezerrt worden sein muss.

Das Teleskop BICEP 2 am Südpol | Bildquelle: AFP
galerie

Das Teleskop BICEP 2 lieferte den Cambridger Wissenschaftlern vom Südpol aus das Material.

Die Wahrscheinlichkeit für Fehler liege bei 1:35 Mio, erklärte Studienleiter John Kovac selbstbewusst. Manche Kollegen sind noch vorsichtig, doch viele Wissenschaftler in aller Welt reagierten auf die Entdeckung mit Kommentaren wie: "Dies könnte eine der größten Entdeckungen in der Geschichte der Wissenschaften sein!" Prof. Alan Guth sei einer der Ersten gewesen, die von dem sensationellen Fund erfahren haben, heißt es. Gut möglich, dass er spätestens jetzt ein Kandidat für einen Physik-Nobelpreis geworden ist.

Doch ein Rätsel bleibt weiterhin ungelöst:  "Manch' einer mag fragen, was vor dem Urknall existiert hat. Wer weiß? Es wird oft gesagt, dass die Zeit selbst erst in diesem Moment begann." Das könne gut sein, so Alan Guth, aber es schwirrten noch andere Meinung in der Wissenschaftsgemeinde umher. "Auch von mir."

Dieser Beitrag lief am 18. März 2014 um 12:34 Uhr im Deutschlandradio Kultur

Darstellung: