Neue Methode zur Vermessung des Weltalls

Blick durch ein Hubble-Space-Teleskop auf eine 210'000 Lichtjahre entfernte Sternenlandschaft. AP Photo/ NASA-ESA

Forscher aus der Schweiz und aus den USA haben das Alter des Weltalls mit einer neuen Methode auf 13,5 Milliarden Jahre bestimmt.

Dank dieser neuen Messmethode können das Alter und die Ausdehnungs-Geschwindigkeit des Universums genauer eingeordnet werden.

Die neue Technik basiert auf dem Gravitationslinsen-Effekt – beziehungsweise der Art und Weise, wie Lichtstrahlen um eine Galaxie gebogen werden. Die mit dieser Technik ermittelten Messwerte stimmen überein mit den Ergebnissen anderer Methoden, wie die Universität Zürich mitteilte.

Bisherige Techniken verwendeten variable Sternen in anderen Galaxien, Supernovas oder kosmologische Hintergrundstrahlungen.

Expandierendes Weltall

Mit den bisher verarbeiteten Daten brachte die neue Methode ähnliche Ergebnisse wie die bis anhin besten Schätzungen der US-Weltraumbehörde NASA. Diese bestimmte das Alter des Weltalls mit 13,7 Milliarden Jahren und die Ausdehnungs-Geschwindigkeit mit ungefähr 73 Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec. Eine Megaparsec entspricht einer Entfernung von rund 3,26 Millionen Lichtjahren.

Das Alter des Universums wird auch als Hubble-Zeit bezeichnet – benannt nach Edwin Hubble, der in den 1920er-Jahren die Expansion des Weltalls entdeckte.

Eine allgemein akzeptierte Vorstellung geht von einem expandierenden Weltall aus. Für die Berechnung des Alters wird die Ausdehnungs-Geschwindigkeit des Weltalls gemessen.

Zeit- und geldsparend

Nach Ansicht von Andrea Maccio vom Institut für Theoretische Physik der Universität Zürich haben Gravitationslinsen-Messungen das Potenzial, noch genauere Ergebnisse als andere Methoden zu liefern.

«Das ist ein wichtiger Schritt. Unsere Methode ist einfach, zeit- und geldsparend und erlaubt uns, genauere Berechnungen zu machen», so Maccio gegenüber swissinfo.

Zehn Gravitationslinsen

Bei der neuartigen Messung von Physikern der Universitäten Zürich und Minnesota wurden zehn sogenannte Gravitationslinsen berechnet. Das sind massenreiche Himmelskörper, deren Schwerkraft das Licht krümmt und Scheinbilder von dahinter liegenden Objekten entstehen lässt.

Solche Hintergrundquellen sind häufig hell aufflackernde Himmelskörper. Wenn sie aufflackern, tun das verzögert auch ihre Scheinbilder. Diese Zeitverzögerung sei der Schlüssel für die Altersmessung des Weltalls, so Maccio.

Die Messungen und andere Schlüsseldaten wurden in einen der schnellsten Computer der Welt an der Universität Zürich eingegeben.

Die Ergebnisse der Schweizer und US-Wissenschafter werden in der Fachzeitschrift «The Astrophysical Journal Letters» veröffentlicht.

swissinfo und Agenturen

Fakten

Die Ausdehnungs-Geschwindigkeit des Alls beträgt ca. 73 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec. Eine Megaparsec entspricht einer Entfernung von rund 3,26 Mio. Lichtjahren.

Ein Lichtjahr ist die Distanz, welche das Licht in einem Jahr zurücklegt: 9’460’528’404’879 Kilometer.

Das Licht der Sonne erreicht die Erde in 8 Minuten.

Die grösste je von Astronomen errechnete Distanz liegt 12 Bio. Lichtjahre vom Urknall entfernt.

Urknall

Der Urknall ist die Bezeichnung für den Beginn des Universums nach dem Standardmodell der Kosmologie. Im Rahmen der Urknalltheorie wird auch das frühe Universum beschrieben, das heißt die zeitliche Entwicklung des Universums nach dem Urknall.

Der Begriff Urknall (engl. Big Bang, wörtlich also großer Knall) wurde von Sir Fred Hoyle geprägt, der als Kritiker diese Theorie unglaubwürdig erscheinen lassen wollte. Der deutschen Übersetzung fehlt dieser ironische Unterton.

Der Urknall ist aber keine «Explosion» in einem bestehenden Raum, sondern die gemeinsame Entstehung von Materie, Raum und Zeit aus einer Anfangssingularität.