Eigentlich erwartet man von Astronomen und Astrophysikern, dass sie das Licht von Sternen und Galaxien analysieren, um die Materie im Universum zu untersuchen. Doch seit einigen Jahren setzt sich die Erkenntnis durch, dass es bisher unsichtbare Bestandteile sind, die das Schicksal des Universums bestimmen.
Die Entdeckung der kosmischen Expansion
Bei der Untersuchung der Geschichte des Kosmos hilft den Astronomen ausgerechnet die schwächste der Grundkräfte der Natur: die Gravitation. Erst auf großen, „astronomischen“ Entfernungen wird diese Kraft dominant. Diese Entfernungen und die ungeheuren Massenansammlungen in Galaxien mit 100 Millionen Sonnenmassen und in Galaxienhaufen mit Tausenden solcher Galaxien erlauben es, den Einfluss der Gravitation auf die Entwicklung des Kosmos zu untersuchen.
Die theoretische Grundlage dafür ist seit fast 100 Jahren mit der Einstein’schen Allgemeinen Relativitätstheorie gelegt. Sie ermöglicht es, den Einfluss der Materie auf die Form des Raums zu beschreiben. Mit der Entdeckung der kosmischen Expansion an Hand der Fluchtgeschwindigkeit der Galaxien in den 1920er Jahren haben sich daraus schnell die Grundkonzepte der modernen Kosmologie mit der zentralen Vorstellung eines Urknalls entwickelt.
Nachweis der Hintergrund-Strahlung erst in den 1960er Jahren
Auf den nächsten entscheidenden Durchbruch musste man dann bis in die Mitte der 1960er Jahre warten: der Nachweis der so genannten 3K-Mikrowellen-Hintergrund-Strahlung durch Arno Penzias und Robert W. Wilson. Diese nobelpreisgekrönte Messung (1972) konnte einerseits als Bestätigung der Urknall-Hypothese angesehen werden – aus ihr wurde die Hintergrundstrahlung schon lange vorhergesagt – andererseits wurden auf dieser Entdeckung aufbauend die Vorstellungen von der Entwicklung des Universums wesentlich detaillierter.