Was ist daran rätselhaft?
Stell dir einen unendlichen Wald vor. Wohin du auch blickst, dein Blick würde früher oder später auf einen Baumstamm treffen: Je weiter entfernt die Bäume wären, desto kleiner würden sie wirken, aber dafür gäbe es mehr von ihnen. Eine durchgehende Wand aus Baumstämmen wäre unvermeidlich.
Bei einem unendlichen, ewigen Universum wäre es genauso. Entfernte Sterne wären lichtschwächer, aber ihre Zahl würde schneller wachsen, als ihre Helligkeit abnimmt. Addiert man alles, erhält man einen gleichmäßig hell leuchtenden Himmel. Nachts sehen wir genau das Gegenteil - und das verlangt nach einer Erklärung.
Der Himmel ist dunkel, weil entfernte Sterne zu schwach sind und Staub zwischen ihnen ihr Licht absorbiert.
Ihre geringe Helligkeit wird durch ihre Anzahl ausgeglichen, und Staub löst das Problem nicht: Würde er über Jahrhunderte Licht absorbieren, würde er sich erhitzen und selbst leuchten. Dieser Einwand wurde schon vor der modernen Kosmologie vorgebracht.
Die Antwort liegt in der Zeit
Das Universum hat ein begrenztes Alter, und Licht breitet sich nicht augenblicklich aus. Deshalb sehen wir nur den Teil des Universums, dessen Licht in dieser Zeit zu uns gelangen konnte. Weiter draußen gibt es Sterne, aber ihr Licht ist noch nicht bei uns angekommen.
Die Dunkelheit des Nachthimmels ist eine direkte Folge davon, dass das Universum einen Anfang hatte. Andernfalls würde der gesamte Himmel leuchten.
Auch die Expansion trägt dazu bei. Das Licht sehr weit entfernter Quellen wird auf seinem Weg gedehnt und verschiebt sich in für das Auge unsichtbare Wellenlängen. Ein Teil der Strahlung des frühen Universums erreicht uns tatsächlich aus allen Richtungen - nur nicht als sichtbares Licht, sondern als schwache Radiostrahlung.
Das Ergebnis ist wunderschön: Der Himmel leuchtet also doch gleichmäßig in alle Richtungen, genau wie das Paradoxon vorhersagte. Wir sehen dieses Leuchten nur nicht mit den Augen, sondern messen es mit Instrumenten, und es ist bis auf wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt.
Warum diese Frage wichtig ist
Die Frage wurde Jahrhunderte vor der Entwicklung ausreichend leistungsfähiger Teleskope gestellt und zeigte, dass mit dem Bild eines ewigen, unveränderlichen Universums etwas nicht stimmte. Eine Beobachtung, die nachts jedem Menschen zugänglich ist, wurde zu einem Argument dafür, dass das Universum einen Anfang hatte.
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Noch 1 Minute, und am Ende ein Quiz. Zu finden unter „Weltraum → Der Beginn des Universums“
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Quellen
- Die Frage ist als Olberssches Paradoxon bekannt und wird seit dem 17. Jahrhundert diskutiert. Die moderne Erklärung stützt sich auf das begrenzte Alter des beobachtbaren Universums und die Rotverschiebung entfernter Strahlung