Audio-Datei Der Urschrei des Kosmos

Wie klang die Geburt des Universums? Ein US-Forscher hat das Nachglühen des Urknalls analysiert - und herausgefunden, dass der Kosmos nicht mit einem Knall, sondern mit einem Urschrei geboren wurde. Das Ergebnis steht als Audio-Datei im Internet.

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Illustration des Urknalls: Am Anfang war ein Schrei
NASA

Illustration des Urknalls: Am Anfang war ein Schrei

Die Frage ist fast ein Jahrhundert alt: Wie hat sich der Urknall angehört? Seit Edwin Hubble in den 1920er Jahren die ständige Ausdehnung des Universums entdeckte, stand die Theorie vom "Big Bang" im Raum - und damit auch die zunächst banal klingende Frage, ob es bei der Geburt des Alls wirklich gerummst hat.

Seit einem Jahr nun haben Wissenschaftler die Möglichkeit, eine Antwort zu finden - dank des Nasa-Satelliten WMAP, der die bisher präzisesten Bilder der kosmischen Hintergrundstrahlung aufgenommen hat. Im Nachglühen des Urknalls nämlich befinden sich winzige Unregelmäßigkeiten. Sie sind das Erbe gigantischer Schallwellen, die durch die heiße Ursuppe zuckten und deren Abdrücke noch heute erkennbar sind.

Aus den uralten Signaturen können Wissenschaftler heute rekonstruieren, wie der Urknall geklungen hat. Einen ersten Versuch unternahm im Oktober 2003 John Cramer von der University of Washington in Seattle. Das Resultat seiner Berechnungen war ein Geräusch wie das eines vorbeifliegenden Jets, das mit der Zeit zu einem tiefen Brummen wird.

Mark Whittle von der University of Virginia hat die Wellen in der kosmischen Hintergrundstrahlung nun erneut ausgewertet - und kam zu einem anderen Ergebnis. Der Urknall war eigentlich ein Urschrei, erklärte Whittle jüngst beim Treffen der American Astronomical Society in Denver. Und: Die Schallwellen machten nicht nur einen Höllenlärm, sondern spielten auch eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Sternen und Galaxien. "Die höchsten Töne führten zur Entstehung der ersten Sterne, während die Bässe den Hintergrund der Galaxien bildeten", erklärt Whittle. "Das Universum hatte seinen eigenen Urschrei."

Rockkonzert (US-Band Metallica): 110 Dezibel und ein majestätischer Dur-Akkord
AP

Rockkonzert (US-Band Metallica): 110 Dezibel und ein majestätischer Dur-Akkord

Im Vakuum des heutigen Kosmos können sich keine Schallwellen ausbreiten, doch unmittelbar nach dem Urknall war das noch anders. Die Materie, die sich später zu Sternen und Galaxien verklumpen sollte, war als dünnes Gas nahezu gleichmäßig verteilt - "eine Art kosmische Atmosphäre, in der Schallwellen entstehen und wachsen konnten", so Whittle.

Dennoch wären Menschen - vorausgesetzt, sie wären nicht gleich erstickt oder von der Gluthitze gebraten worden - keinesfalls in der Lage gewesen, die Schallwellen zu hören: Sie sind mehr als 50 Oktaven zu tief für das menschliche Gehör. Beim Kammerton A treffen 440 Schallwellen pro Sekunde das Trommelfell. "Eine typische kosmische Welle würde 50.000 Jahre brauchen, um an uns vorbei zu schwingen", meint Whittle.

Ihre Lautstärke hätte dagegen durchaus gereicht, einen Menschen in den Wahn zu treiben. Noch 400.000 Jahre nach dem Urknall verursachten die Schallwellen in der kosmischen Hintergrundstrahlung Schwankungen von etwa einem Zehntausendstel des Normaldrucks, was laut Whittle etwa 110 Dezibel entspricht - der Lautstärke eines Rockkonzerts.

Ouvertüre mit majestätischem Dur-Akkord

Per Computer drückte der Forscher die Tonhöhe der Schallwellen in den Frequenzbereich des menschlichen Gehörs - und erhielt eine Mischung aus einem Akkord, einem Brüllen und einem lauten Zischen. Die beiden tiefsten Töne des kosmischen Akkords wandeln sich innerhalb der ersten Million Jahre von einer Dur-Terz zu einer Moll-Terz. "Die Symphonie des Universums beginnt sehr angemessen mit einem majestätischen Dur-Akkord", sagt Whittle. "Aber mit der Zeit wandelt sich die Stimmung zu einem traurigeren Moll-Akkord."

WMAP-Bild von der kosmischen Hintergrundstrahlung: Wellen in der Ursuppe
NASA/ WMAP

WMAP-Bild von der kosmischen Hintergrundstrahlung: Wellen in der Ursuppe

Die subtile Veränderung ist nur schwierig herauszuhören, da sie von zwei anderen Effekten überlagert wird. Das rasante Wachstum des Universums streckt die Schallwellen, so dass die Töne immer tiefer werden. Zusätzlich kommt es 400.000 Jahre nach dem Urknall zu einem dramatischen Wandel: Ein Zischen beginnt erst leise und schwillt mit der Zeit zu einer ohrenbetäubenden Kakophonie an. Der Grund für die schnelle Veränderung: Das Universum wird plötzlich durchsichtig.

Vorher, erklärt Whittle, war das All mit einem glühenden Nebel aus heißem Gas gefüllt. Licht habe das Gas gefangen gehalten und damit verhindert, dass die Schallwellen zu stark wachsen. Vor 400.000 Jahren aber, als der Kosmos auf unter rund 2800 Grad Celsius abkühlt, lichtet sich der Nebel zügig. Das Gas ist nicht mehr vom Licht gefangen und kann sich erstmals frei bewegen.

Hohe Töne waren Geburtshelfer der Sonnen

Sofort folgt es der Anziehungskraft der geheimnisvollen dunklen Materie, die nach bisherigen Berechnungen rund 80 Prozent der Gesamtmasse des Universums ausmacht. Die dunkle Materie hatte sich laut Whittle schon vorher durch ihre eigene Schwerkraft zu Klumpen zusammengefunden. Nun stürzt das Gas auf sie ein - und lässt die Lautstärke des Urknall-Echos dramatisch ansteigen. "Weil viele Klumpen klein sind, dominieren hohe Töne", so Whittle. "Das Ergebnis ist ein lautes Zischen."

Dann aber ändert sich der Klang erneut, denn das Gas kondensiert zu immer größeren Körpern - und zündet die ersten Sonnen. "In gewisser Weise waren die ersten Sterne Kinder des Urschalls", meint der Wissenschaftler. "Sie haben das Licht ins Universum zurückgebracht und die erste lange Nacht des Kosmos beendet."



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