Am Anfang war das Licht

Kurz nach dem Urknall dominierte die Strahlung im noch jungen Universum, erst später entstand die erste Materie © NASA

Noch bevor die ersten Elemente entstanden, war das Licht schon da: Elektromagnetische Strahlung prägte das Universum bereits in den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall. Die gewaltige Energie des Kosmos existierte damals, vor knapp 14 Milliarden Jahren, in Form solcher energiereicher Strahlung. Als die ersten Elementarteilchen entstanden, war das Universum daher zwar noch trüb, aber hell.

Fossil des Urknalls

Erst rund 380.000 Jahre nach dem Urknall änderte sich dies: Das heiße Plasmagemisch war nun soweit abgekühlt, dass die ersten Atome entstanden. Dadurch konnte sich die elektromagnetische Strahlung nun nahezu ungehindert im Raum bewegen. Das Universum wurde transparent und war von Licht erfüllt. Und dieses erste Licht – gut 400 Photonen davon gibt es noch heute in jedem Kubikzentimeter Weltraum – erfüllt bis heute als kosmische Hintergrundstrahlung das All.

Die kosmische Hintergrundstrahlung erfüllt das All wie eine diffus gemusterte Mikrowellentapete. Hier eine Aufnahme basierend auf Daten des PLanck-Weltraumteleskops. © NASA/ESA/ Planck

Diese Hintergrundstrahlung ist ein Fossil des allerersten Lichts unseres Kosmos – und erinnert bis heute daran, wie fundamental wichtig die Strahlung für alles ist, was uns umgibt. Allerdings: Das strahlende Relikt des Urknalls hat heute längst nicht mehr die gleiche kurze Wellenlänge wie einst. Durch die anhaltende Ausdehnung des Weltraums hat sich die Hintergrundstrahlung immer weiter abgekühlt. Inzwischen liegt ihre Strahlungstemperatur nur noch bei etwa minus 270 Grad Celsius, ihre Wellenlänge im Mikrowellenbereich.

Rätselhaft noch immer

Seit ihrer Entdeckung vor gut 50 Jahren hat kosmische Hintergrundstrahlung bereits viele wertvolle Hinweise auf die Entwicklung unseres Universums geliefert – und fast ebenso viele Fragen aufgeworfen. So schien es im März 2014 zunächst, als hätten Astronomen endlich die Spuren der kosmischen Inflation – der exponentiellen Ausdehnung des Universums – in diesem Restlicht entdeckt. Das allerdings erwies sich wenig später als verfrüht.

Licht im Kosmos liefern heute aber auch unzählige Sterne, Galaxien und glühende Gaswolken. © NASA, ESA, CXC, Universität Potsdam, NASA/JPL-Caltech, NASA/STScI

Doch die Hintergrundstrahlung ist nicht das einzige Licht im Kosmos – ganz im Gegenteil: Ob die bunt leuchtenden Gase der großen Sternenwiegen, die Sterne und Galaxien oder die intensiven Strahlenausbrüche von Supernovae und anderen kosmischen Explosionen – ohne Licht wäre das Universum dunkel und leer. Und auch unsere Sonne gäbe es nicht – den Stern, dem wir Menschen unsere Existenz verdanken.

Das Licht ist daher viel mehr als ein leuchtendes Beiwerk – es bildet die Grundlage des gesamten Kosmos. Das erkannte vor hundert Jahren auch einer der ganz Großen der Physik….

Nadja Podbregar
Stand: 16.01.2015