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Ausschnitt aus der Planck-Karte zur Mikrowellenhintergrundstrahlung

Das Universum ist 13,82 Milliarden Jahre alt

Eine Aufnahme der ältesten Lichtstrahlung im All hat heute die Europäische Raumfahrtagentur (ESA) in Paris vorgestellt. Sie bestätigt weite Teile des kosmologischen Standardmodells, verweist aber auch auf einige Wissenslücken. Und sie verrät das Alter des Universums in neuer Präzision: Es ist demzufolge 13,82 Milliarden Jahre alt.

Astronomie 22.03.2013

Den Angaben zufolge lieferte die mit dem Weltraumteleskop "Planck" gewonnene Karte zwar die bisher präziseste Bestätigung der gängigen kosmologischen Theorien. Durch die außerordentliche Präzision der neuen Karte konnten jedoch auch einige ungeklärte Phänomene entdeckt werden, für deren Verständnis neue physikalische Erklärungsversuche erforderlich sein könnten.

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Dem Thema widmete sich auch ein Beitrag in Wissen aktuell: 21.3., 13:55 Uhr.

Eine "Zeitmaschine"

"Planck" war im Mai 2009 ins All geschossen worden, um wie eine Zeitmaschine zurück in die Vergangenheit des Universums zu blicken. Dazu zeichnete der Satellit die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung auf - die älteste Lichtstrahlung im All, die ihren Abdruck am Sternenhimmel zu einer Zeit hinterließ, als das All nur 380.000 Jahre alt war.

Der Mikrowellen-Hintergrund (Cosmic Microwave Background - CMB) weist winzige Temperaturunterschiede auf, die sich mit Regionen von geringfügig abweichender Dichte in der Frühzeit des Universums decken - und so den Keim für die heutigen Sterne und Galaxien in sich tragen.

Neues Bild der ESA, das die Mikrowellenhintergrundstrahlung des Universums zeigt

ESA und Planck Collaboration

CMB-Unregelmäßigkeiten: winzige Temperaturschwankungen in Regionen mit leicht unterschiedlicher Dichte, aus denen alle heutigen Strukturen hervorgegangen sind

Die "Planck"-Daten präzisieren die Erkenntnisse der beiden Vorgängermissionen COBE (1989) und WMAP (2001) der US-Raumfahrtbehörde NASA, die ebenfalls die minimalen Temperaturschwankungen im Mikrowellen-Hintergrund untersucht hatten.

Ein Alter von 13,82 Milliarden Jahren

Aus den neuen Daten lässt sich laut ESA auf ein Alter des Universums von 13,82 Milliarden Jahren schließen - das sind rund 80 Millionen Jahre mehr als bisher angenommen. Auch die Erkenntnisse über die Zusammensetzung des Alls wurden den Angaben zufolge durch die "Planck"-Daten weiter präzisiert.

So zeigen die Planckdaten, dass die normale Materie, aus der Galaxien, Sterne und auch unsere Erde bestehen, nur mit rund 4,9 Prozent zur Massen- und Energiedichte des Universums beiträgt.

Dazu kommen etwa 26,8 Prozent Dunkle Materie, die sich lediglich über ihre Schwerkraftwirkung bemerkbar macht; deutlich mehr, als bisher für diesen mysteriösen Stoff angenommen. Andererseits ist der Anteil der Dunklen Energie - der rätselhaften Komponente, die dafür sorgt, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt - mit 68,3 Prozent geringer als gedacht.

Anomalien entdeckt, die Erklärungen brauchen

Aufgrund der extrem hohen Qualität der Planckdaten gibt es auch einige Ungereimtheiten, die sich nur schwer mit dem Standardmodell in Einklang bringen lassen. So sind die CMB-Schwankungen auf großen Skalen geringer, als man das von den auf kleineren Skalen gemessenen Strukturen erwarten würde.

Außerdem scheint eine Himmelssphäre etwas stärkere Strukturen aufzuweisen als die andere. Dazu passt vielleicht ein weiteres auffälliges Element: ein kalter Fleck, der sich über eine viel größere Region erstreckt, als man annehmen dürfte.

Diese Daten könnten somit eine Erweiterung des Standardmodells oder sogar eine neue Theorie nötig machen. "Auch wenn wir diese Anomalien heute noch nicht verstehen, so können wir doch ausschließen, dass es sich um einen Vordergrundeffekt handelt", sagt Torsten Enßlin vom Max-Planck-Institut für Astrophysik. "Insbesondere der cold spot ist schon länger bekannt; hierbei könnte es sich aber auch um eine statistische Fluktuation handeln."

science.ORF.at/AFP/dpa

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