Wie Archäologen, die den Staub antiker Zivilisationen durchforsten, zeigten Wissenschaftler der ESA-Mission Planck heute eine Karte des ältesten Lichts im Universum. Die ersten kosmologischen Ergebnisse der Mission deuten darauf hin, dass unser Universum etwas älter ist und sich langsamer ausdehnt als bisher angenommen.
Plancks neue Schätzung für das Alter des Universums beträgt 13,82 Milliarden Jahre.
Die Karte scheint auch mehr Materie und dunkle Materie und weniger dunkle Energie zu zeigen, eine hypothetische Kraft, die eine Expansion des Universums verursacht.
„Wir messen das älteste Licht im Universum, den kosmischen Mikrowellenhintergrund“, sagt Paul Hertz, Direktor der Astrophysik bei der NASA. „Es ist die sensibelste und detaillierteste Karte aller Zeiten. Es ist, als würde man vom Standardfernsehen zu einem neuen High-Definition-Bildschirm wechseln. Die neuen Details sind glasklar geworden.“
Insgesamt ist die kosmische Hintergrundstrahlung, das Nachleuchten der Geburt des Universums, glatt und gleichmäßig. Die Karte gibt jedoch einen Einblick in die winzigen Temperaturschwankungen, die sich in den Himmel einprägten, als das Universum erst 370.000 Jahre alt war. Wissenschaftler glauben, dass die Karte ein Fossil, einen Abdruck des Zustands des Universums, nur 10 Nano-Nano-Nano-Nano-Sekunden nach dem Urknall enthüllt; nur ein winziger Bruchteil der Zeit, die es brauchte, um diesen Satz zu lesen. Die Flecken in der Planck-Karte stellen die Keime dar, aus denen sich die Sterne und Galaxien gebildet haben.
Die Farben in der Karte repräsentieren unterschiedliche Temperaturen; rot für wärmer, blau für kühler. Die Temperaturunterschiede betragen nur 1/100 Millionstel Grad. „Der Kontrast auf der Karte wurde stark erhöht“, sagt Charles Lawrence, US-Projektwissenschaftler für Planck am Jet Propulsion Laboratory der NASA im kalifornischen Pasadena.
Planck wurde 2009 vom Weltraumbahnhof Guayana in Französisch-Guayana gestartet und ist eine Mission der Europäischen Weltraumorganisation, an der maßgeblich die NASA beteiligt ist. Die zwei Tonnen schwere Raumsonde sammelt das uralte Leuchten des Anfangs des Universums aus einem Blickwinkel von mehr als 1 Million Meilen von der Erde.
Diese Grafik zeigt die Entwicklung von Satelliten, die entwickelt wurden, um das Licht zu messen, das vom Urknall übrig geblieben ist, der vor etwa 13,8 Milliarden Jahren unser Universum schuf. Das Licht wird als kosmische Hintergrundstrahlung bezeichnet und enthüllt Informationen über das frühe Universum. Die drei Panels zeigen denselben Himmelsfleck von 10 Quadratgrad, wie er vom Cosmic Background Explorer der NASA oder COBE, der Wilkinson Microwave Anisotropy Probe der NASA oder WMAP und Planck gesehen wird. Planck hat eine etwa 2,5-mal höhere Auflösung als WMAP. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/ESA
Dies ist nicht die erste von Planck erstellte Karte. Im Jahr 2010 erstellte Planck eine Strahlungskarte für den gesamten Himmel. Wissenschaftler haben mit Supercomputern nicht nur die hellen Emissionen von Vordergrundquellen wie der Milchstraße entfernt, sondern auch Streulicht vom Satelliten selbst.
Während sich das Licht ausbreitet, wird die im gesamten Universum gestreute Materie mit der damit verbundenen Schwerkraft auf subtile Weise gebeugt und absorbiert das Licht, „was es dazu bringt, hin und her zu wackeln“, sagte Martin White, ein Planck-Projektwissenschaftler an der University of California, Berkeley und dem Lawrence Berkeley National Labor.
„Die Planck-Karte zeigt den Einfluss aller Materie bis an den Rand des Universums“, sagt White. „Es ist nicht nur ein schönes Bild. Unsere Theorien über die Entstehung von Materie und das Universum stimmen auf spektakuläre Weise mit diesen neuen Daten überein.“
„Dies ist eine Schatzkammer wissenschaftlicher Daten“, sagte Krzysztof Gorski, Mitglied des Planck-Teams am JPL. „Wir sind sehr gespannt auf die Ergebnisse. Wir finden ein frühes Universum, das wesentlich weniger manipuliert und zufälliger ist als andere, komplexere Modelle. Wir glauben, dass sie vor einer Sackgasse stehen werden.“
Eine Künstleranimation, die das „Leben“ eines Photons oder eines Teilchenlichts darstellt, während es durch Raum und Zeit vom Anfang des Universums bis zu den Detektoren des Planck-Teleskops reist. Bildnachweis: NASA
Planck-Wissenschaftler glauben, dass die neuen Daten den Wissenschaftlern helfen sollten, viele der von Kosmologen vorgeschlagenen Theorien zu verfeinern, dass das Universum einer plötzlichen und schnellen Inflation unterzogen wurde.
