Wie man es bemerkte
Das Licht ferner Galaxien war zum roten Ende des Spektrums hin verschoben, und je weiter eine Galaxie entfernt ist, desto stärker ist die Verschiebung. Das geschieht, wenn sich eine Quelle entfernt. Aber die Galaxien entfernen sich nicht wie Splitter nach einer Explosion: Der Abstand zwischen ihnen nimmt zu, und auch das Licht wird auf seinem Weg mitgedehnt.
Daraus ergab sich die Ende der 1920er-Jahre entdeckte Regel: Die Entfernungsgeschwindigkeit ist proportional zur Entfernung. Doppelt so weit bedeutet doppelt so schnell. Keine Explosion verhält sich so, ein sich gleichmäßig ausdehnender Raum dagegen schon.
Stell dir Rosinenteig im Ofen vor. Der Teig geht auf, und jede Rosine sieht, dass sich alle anderen von ihr entfernen. Keine von ihnen befindet sich dabei im Zentrum.
Das Bild von der Explosion hält sich vor allem wegen des Namens in unseren Köpfen. Geprägt hat ihn ein Astronom, der die Theorie gerade nicht akzeptierte, und er sagte ihn spöttisch. Der Name setzte sich durch - und mit ihm ein Bild, das in der Theorie selbst nicht vorkommt.
Es gab eine Explosion an einem Punkt, und die Materie flog von dort in den leeren Raum.
Der Raum umgab das Ereignis nicht, sondern war daran beteiligt. Die Ausdehnung geschieht überall gleichzeitig, deshalb hat sie weder ein Zentrum noch einen Rand oder einen äußeren leeren Raum.
Was sich ausdehnt und was nicht
Nur dort werden die Abstände größer, wo nichts die Dinge zusammenhält. Innerhalb einer Galaxie ist die Gravitation stärker als die Ausdehnung. Deshalb dehnt sich das Sonnensystem nicht aus, die Erde wird nicht größer und ein Lineal nicht länger. Größer werden die Abstände zwischen weit entfernten Galaxienhaufen, wo die Anziehung bereits schwach ist.
Ende der 1990er-Jahre wurde etwas Unangenehmes klar: Die Ausdehnung bremst nicht, wie man erwartet hatte, sondern beschleunigt sich. Ihre Ursache nannte man dunkle Energie, aber der Name beschreibt eine rechnerische Größe, nicht unser Verständnis. Was genau sie erzeugt, kann bisher niemand sagen.
Die Frage „Warum dehnt es sich aus?“ ist kniffliger, als sie scheint. Die Gleichungen der Gravitation lassen kein unbewegliches Universum zu: Es muss sich entweder ausdehnen oder zusammenziehen. Beobachtungen zeigen, dass es sich ausdehnt. Was ihm aber den ersten Anstoß gab, bleibt offen.
Das hat auch eine praktische Folge. Wenn die Beschleunigung anhält, werden ferne Galaxien mit der Zeit hinter unserem Beobachtungshorizont verschwinden, und der Himmel künftiger Beobachter wird merklich ärmer sein als unserer. Wir leben in einer günstigen Epoche für die Astronomie - und das ist nicht nur eine Redensart.
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Quellen
- Zusammenhang zwischen Entfernung und Entfernungsgeschwindigkeit - Beobachtungen von Edwin Hubble und Vesto Slipher aus den 1910er- und 1920er-Jahren. Die beschleunigte Ausdehnung wurde 1998 anhand von Supernovae entdeckt