Welt der Naturwissenschaften

Eine Sammlung von Essays als schneller Zugang zu den Naturwissenschaften für Selbstdenker und andere Minderheiten.

24. Februar 2018

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COBE, WMAP & PLANCK


COBE (Cosmic Background Explorer) ist ein Satellit, der vor zwanzig Jahren im Dezember 1991, eine der epochalsten Fragen zu beantworten half, die in den Wissenschaften je gestellt wurde: Wie entstand unser Universum? COBE sollte ursprünglich mit dem Space-Shuttle transportiert werden, aber das Shuttle-Programm war wegen der Challengerkatastrophe gestoppt worden. Das Team fragte bei den Europäern nach, doch die NASA als Geldgeber bestand auf einem amerikanischen Trägersystem. Die Firma McDonnell Douglas hatte noch ein paar alte Delta-Raketen als Testvehikel übrig, doch COBE war zu schwer, daher musste er verkleinert werden. Als der wissenschaftliche Satellit endlich fertig war, konnte der Start von der Vandenberg Airforce Base in Kalifornien erfolgen.

Die NASA hatte zu dem Ereignis auch Ralph Alpher und Robert Herman eingeladen, die 1948 erstmals die Existenz einer kosmischen Hintergrundstrahlung prophezeit hatten. Der dritte Physiker im Bunde, der Russe George Gamow, war bereits gestorben. Die drei Kosmologen hatten damals behauptet, dass der Urknall als Beginn unseres Universums eine alte Strahlung, gewissermaßen ein Echo, hinterlassen haben muss. Sie berechneten die Wellenlänge der Hintergrundstrahlung und sagten deren Auffindung voraus. 1965 entdeckten zwei Techniker der Bell Laboratories, Arno Penzias und Robert Wilson, diese kosmische Radiostrahlung, die aus allen Richtungen des Universums kam. Sie hatte genau die Wellenlänge, die Alpher, Gamow und Hermann vorausgesagt hatten. Penzias und Wilson erhielten dafür 1978 den Physiknobelpreis.  

Damit wäre die Urknalltheorie in den Wissenschaften beinahe abgesegnet gewesen, aber eine ungelöste Frage bereitete den Astronomen Kopfzerbrechen. Die Existenz von Galaxien kann man nur dann erklären, wenn der Urknall nicht absolut gleichmäßig erfolgt war. Es musste Dichteschwankungen gegeben haben, aus denen Materieklumpen und später die Galaxien entstanden sind. Von der Erdoberfläche aus war es wegen der Atmosphäre unmöglich, diese Schwankungen in der Hintergrundstrahlung zu messen.

Aus diesem Grund wurde COBE im November 1989 gestartet. Es dauerte bis zum Dezember 1991, dann wussten die Astrophysiker, dass sie die gesuchten Dichteschwankungen der Strahlung gefunden hatten. Die amerikanische Sonde WMAP („Wilkinson Microwave Anisotropy Probe“), die bis 2010 in Betrieb war, und der 2009 gestartete Satellit „Planck“ dienten und dienen zur genaueren Vermessung einer Strahlung, die den solidesten Beweis für die Urknalltheorie liefert. Es geht dabei nur noch um die Details einer Erkenntnis, die der Astrophysiker Stephen Hawking die wichtigste des 20. Jahrhunderts nannte.




© 2011 Rudolf Öller, Bregenz

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