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21. März 2013, 16:28 Uhr

Spuren des Urknalls

"Planck"-Daten geben Kosmologen Rätsel auf

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Das Universum ist etwas älter und etwas anders zusammengesetzt als bisher vermutet - doch abgesehen davon scheinen die neuen Ergebnisse des "Planck"-Teleskops kosmologische Standardmodelle zu bestätigen. Wenn da nicht einige unerklärliche Ausnahmen wären.

Selten hatte es bei der Europäischen Weltraumorganisation (Esa) so eine Geheimhaltung gegeben. Keinesfalls sollten Informationen über die neue Himmelskarte des "Planck"-Teleskops vor der öffentlichen Präsentation am Donnerstag an die Öffentlichkeit gelangen. Das ließ auf eine Sensation hoffen. Und auch, dass die Nasa eine eigene Pressekonferenz zum Thema ansetzte, obwohl sie bei dem Observatorium bestenfalls eine Nebenrolle spielt, schien darauf hinzudeuten.

"Planck" hat eine hochpräzise Karte des Mikrowellen-Hintergrundes im Universum geliefert. Sie zeigt extrem schwache Temperaturschwankungen, die aus der Zeit unmittelbar nach dem Urknall stammen. Damit wollen Wissenschaftler fundamentale Fragen beantworten: Wo kommt unser Universum her? Und wo geht es hin? Mit Hilfe der nun vorgestellten Daten haben Kosmologen ausgerechnet, dass das All mit 13,82 Milliarden Jahren etwas älter ist als vermutet - weil es sich langsamer ausdehnt als bisher angenommen.

Außerdem setzt sich der Kosmos auch anders zusammen, als man glaubte. Nach den neuen Auswertungen ergibt sich bei der Masse- beziehungsweise Energiedichte folgende Verteilung:

Doch sind das tatsächlich die spektakulären Ergebnisse, auf die manche gehofft hatten? Denn im Wesentlichen bestätigt "Planck" die bisherigen kosmologischen Standardannahmen. "Wir sehen, dass Modell und Ergebnisse sehr gut zusammenpassen", sagt Torsten Enßlin vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

Jean-Luc Lehners vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam sagt: "Es gibt keine sehr große neue Entdeckung. Das ist ein bisschen schade." Lehners liebäugelt wie einige andere Kollegen mit der Idee eines zyklischen Universums. Das All würde demnach immer wieder entstehen und vergehen. Doch die aktuellen "Planck"-Ergebnisse legen nahe, dass stattdessen die Expansionstheorie zutreffen dürfte. "Das macht es schwieriger, Hinweise auf eine neue Physik zu finden", sagt Lehners. Das All dehnt sich also nach dem Urknall immer weiter aus - und fertig.

"Unser Fernziel sollte es sein, ein neues Modell zu entwerfen"

Andererseits bleibt für die Wissenschaftler trotzdem viel zu erklären. Wie zum Beispiel eine verblüffende Asymmetrie bei den Durchschnittstemperaturen in entgegengesetzten Himmelsrichtungen. Doch eigentlich sollte das Universum gleich aussehen - egal in welche Richtung man schaut. Doch bei den "Planck"-Daten scheint das nicht der Fall. Mal denke er, dass es sich um statistische Fluktuationen handle, sagt Kosmologe Enßlin - und dann wiederum frage er sich "ob es vielleicht doch Zeichen für eine neue Physik sind".

Und es gibt weitere Ungereimtheiten. Vor allem im großen Maßstab entsprechen die tatsächlichen Fluktuationen bei den Temperaturen der Hintergrundstrahlung nicht den Werten, die "Planck" für die frühe Zeit des Universums ermittelt hat - zumindest, wenn man das Standardmodell heranzieht. "Die eindeutige Erfassung dieser Anomalien durch 'Planck' lässt keine weiteren Zweifel an ihrer Existenz zu", sagt Paolo Natoli von der italienischen Universität Ferrara.

Eine mögliche Erklärung wäre, dass sich das Universum eventuell doch nicht in alle Richtungen gleich ausdehnt. Das stünde aber im Widerspruch zur klassischen Expansionstheorie, die "Planck" doch weitestgehend bestätigt hat. "Unser Fernziel sollte es sein, ein neues Modell zu entwerfen, das die Anomalien nicht nur vorhersagt, sondern auch zueinander in Beziehung setzt", so George Efstathiou vom Kavli-Institut an der Universität Cambridge.

Für die Kosmologen beginnt die Arbeit also erst. Knapp 30 Fachaufsätze haben die "Planck"-Wissenschaftler allein am Donnerstag online gestellt. Die Teams berichten darin auch, wie sie den Gravitationslinsen-Effekt im Mikrowellen-Hintergrund nachgewiesen haben - und außerdem Hunderten Galaxiehaufen auf die Spur kamen.

Die Arbeiten sollen im Fachjournal "Astronomy and Astrophysics" veröffentlicht werden. Die wissenschaftspublizistischen Dickschiffe wie "Nature" und "Science" hätten zu wenig Platz geboten. Außerdem habe man eine europäische Publikation unterstützen wollen, heißt es von den Forschern.

Die nächste Lieferung an kosmologischen Daten kommt dann Anfang 2014. Für die Wissenschaftler sind dann vor allem die Polarisationsdaten interessant. Ein Teil der Strahlung im Mikrowellen-Hintergrund ist nämlich linear polarisiert. Das heißt: Die Wellen schwingen nur in eine bestimmte Richtung, weil sie bei ihrem Weg durchs All an Elektronen gestreut werden. Und sollten sich auch die Polarisationsdaten je nach Himmelsrichtung unterscheiden, dann dürfte das große Grübeln erst richtig losgehen.

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