Woher wir das Alter des Universums kennen

In den ersten hunderttausenden Jahren war das Universum heiß und undurchsichtig. Als es so weit abgekühlt war, dass sich das Licht frei ausbreiten konnte, breitete sich dieser Lichtblitz in alle Richtungen aus und wurde seitdem gemeinsam mit dem Raum gedehnt. Heute ist er als schwache Strahlung am gesamten Himmel sichtbar.

In dieser Strahlung gibt es winzige Wellen: Flecken, die etwas wärmer oder kälter sind. Die Größe dieser Flecken hängt davon ab, wie viel Materie es im Universum gibt, woraus sie besteht und wie schnell sich alles ausdehnte. Setzt man das gemessene Muster in die Gleichungen ein, erhält man eine Reihe von Parametern, darunter auch das Alter.

Die zweite Methode ist im Prinzip einfacher: Man misst, wie schnell sich Galaxien von uns entfernen, und spult die Zeit zurück. Die Schwierigkeit besteht darin, dass sich die Geschwindigkeit verändert hat. Deshalb braucht man zusätzlich ein Modell für die Zusammensetzung des Universums. Die Messungen erfolgen direkt anhand von Supernovaexplosionen in weit entfernten Galaxien.

Die dritte Methode hängt überhaupt nicht von der Kosmologie ab. Bei den ältesten Sternhaufen lässt sich das Alter daran schätzen, welche Sterne die Hauptreihe bereits verlassen haben. Das ergibt eine Untergrenze: Das Universum ist nicht jünger als seine ältesten Sterne.

Erst die Übereinstimmung dieser drei unabhängigen Schätzungen macht das Ergebnis zuverlässig. Ein Fehler in einer Methode würde sich in den beiden anderen, völlig anders aufgebauten Methoden nicht wiederholen.

Die anhand der alten Strahlung gemessene Expansionsgeschwindigkeit und dieselbe Größe, gemessen anhand naher Galaxien, weichen um einige Prozent voneinander ab. Die Abweichung ist beständig und lässt sich nicht durch Messfehler erklären. Man nennt sie deshalb Spannung.

Auf das Alter selbst wirkt sich das nur geringfügig aus, doch es bedeutet, dass dem Modell etwas fehlt. Diskutiert werden verschiedene Möglichkeiten: von nicht berücksichtigten systematischen Fehlern bis hin zu neuer Physik. Vorerst bleibt die Frage offen, und das ist ein normaler Arbeitsstand der Wissenschaft.