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Die "Berge der Schöpfung" - ein Teil der Region W5 im Sternbild Kassiopeia.

Größe des Universums neu berechnet

Der Kosmos ist deutlich größer als sein sichtbarer Bereich: Laut Berechnungen dreier britischer Forscher passen in das Universum mindestens 250 Kugeln mit einem Radius von 13 Milliarden Lichtjahren.

Astronomie 09.02.2011

Der Raum dehnt sich aus

Auch die Astronomen haben ein "Unbestimmtheitsprinzip" - eines, das die Grenze des Messbaren in großen Dimensionen festlegt. Denn: Uns sind nur jene Teile des Universums zugänglich, deren Signale uns während der 13 Milliarden Jahre seit dem Urknall erreichen konnten. Was jenseits dieses durch die Lichtgeschwindigkeit definierten Beobachtungshorizontes liegt, bleibt unsichtbar.

Würde sich der Raum des Kosmos nicht selbst ausdehnen, läge der Radius des sichtbaren Bereichs bei genau 13 Milliarden Lichtjahren. Da sich der Raum jedoch aufbläht - und zwar offenbar sogar beschleunigt aufbläht, ist der Radius deutlich größer.

Das Licht im Raum verhält sich so ähnlich wie eine Ameise, die mit entlang eines Gummibandes spaziert, das währenddessen auseinandergezogen wird. Das Tempo der Ameise bleibt zwar konstant, dennoch wächst die Distanz zum Startpunkt schneller, als man aufgrund ihrer Fortbewegung annehmen würde. Physiker gehen davon aus, dass uns sogar Photonen erreichen, deren Quelle mittlerweile 45 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist.

Blick hinter den Horizont

Und jenseits dessen? Direkte Messungen sind unmöglich, aber Forscher haben Wege gefunden, dennoch hinter die kosmischen Kulissen zu blicken. Und zwar indirekt, über die Krümmung der Raumzeit. Letztere kann man beispielsweise durch Schallwellen in der kosmischen Hintergrundstrahlung, die sogenannten Baryonische akustische Oszillation, bestimmen.

Und von der Krümmung schließen Astronomen wiederum auf bestimmte Modelle des Universums, die nicht nur etwas über das Diesseits des Beobachtungshorizontes aussagen, sondern auch über das Jenseits.

Methode: Statistisches Rasiermesser

Gleichwohl führt dieser Ansatz zu einem gewissen Wildwuchs im theoretischen Fach. Im Prinzip befindet sich die Kosmologie in einer ähnlichen Situation wie zur Zeit der kopernikanischen Wende. Um die Bewegung der Sterne zu berechnen, hätte es nicht unbedingt die neue Theorie des Nikolaus Kopernikus gebraucht, die die Erde um die Sonne Kreisen ließ anstatt, wie bis dahin üblich, umgekehrt.

Auch das alte ptolemäische System konnte die Himmelsbeobachtungen mit Hilfe komplexer Stapel von Kreisbahnen auf Kreisbahnen, sogenannten Epizyklen, erklären. Nur türmten sich diese Stapel immer höher auf, ohne dass ein Ende abzusehen gewesen wäre. Sie waren das Gegenteil von einfach.

Und mit Einfachheit ist man in der Physik meist gut gefahren - weniger ist mehr, lautet die entsprechende Regel des Ockham'schen Rasiermessers.

Die Studie

"Applications Of Bayesian Model Averaging To The Curvature And Size Of The Universe" wurde auf dem Preprintserver "arXiv" veröffentlicht.

Um quasi epizyklische Exzesse in der aktuellen Kosmologie zu vermeiden, schlägt nun Mihran Vardanyan von der Oxford University mit zwei Kollegen einen neuen Ansatz vor. Man passe die Modelle nicht an die Daten an, lautet seine Devise, sondern stelle stattdessen die Frage: Wie wahrscheinlich ist ein Modell, wenn man die Daten als gegeben annimmt? Die Methode heißt "Bayesian Model Averaging" und ist nichts anderes als ein Ockham'sches Rasiermesser mit statistisch geschärfter Klinge.

Billiarden Kubiklichtjahre - oder mehr

Ö1 Sendungshinweis:

Über die Größe des Universums berichtete auch Ö1 Wissen aktuell, 9.2., 13:55 Uhr.

Die Methode sorgt nicht nur für eine neue Übersichtlichkeit, weil sie einfache Modelle gegenüber komplexen favorisiert, sie wirft auch konkrete Ergebnisse ab. Den Berechnungen der drei britischen Astrophysikern zufolge hat die Raumzeit keine oder eine nur sehr schwache Krümmung.

Und das Volumen des Universums ist groß, sehr groß sogar. Eine Kugel mit einem Radius von 13 Milliarden Lichtjahren hätte ein Volumen von rund 9.200 Milliarden Trillionen Kubiklichtjahren. Das Universum ist laut Vardanyan und Co. mindestens um das 250-Fache größer.

science.ORF.at

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