Edwin Hubble: Das Universum dehnt sich aus

Die wichtigste Entdeckung, die wir je gemacht haben über die Entwicklung des Universums, war die von Edwin Hubble. Die stammt von 1928/1929 und besagt, dass sich der Raum im Universum ausbreitet. Der Abstand zwischen den Galaxien vergrößert sich also immer weiter. Allerdings nicht zwischen allen Galaxien. Aber ab einem Abstand von ungefähr 24 bis 25 Millionen Lichtjahren kann man bemerken, dass das Universum expandiert.

So kann man eine einfache Überlegung anstellen: Wenn das Universum expandiert, dann war es gestern kleiner und vorgestern war es noch kleiner. So kommt man auf die Frage: Wann war es so klein wie ein Atom?

"Heißer Urknall": Universum muss auf Atomgröße einst sehr heiß gewesen sein

Auf diese Art und Weise kommt man in ein Modell hinein, das man den "heißen Urknall" nennt. Denn wenn das ganze Material, aus dem das Universum existiert – alle Galaxien, alle Sterne, alles, was überhaupt an Materie und Energieform da ist – in einem so winzigkleinen Etwas zusammengezwängt war, muss das sehr heiß gewesen sein. Deswegen "heißes Urknallmodell".

Jetzt muss man sprachlich überlegen, wie man den wirklichen Anfang beschreibt. Da ist die Grenze der naturwissenschaftlichen Beschreibung erreicht, denn die Naturwissenschaften sind eine Auseinandersetzung; es geht um Ursache und Wirkung. Und diese allererste Ursache, die das Universum gewissermaßen in seiner Existenz geworfen hat, die darf selbst keine Ursache gehabt haben. An der Stelle wird es philosophisch.

Die wesentliche Sache ist, dass auf der einen Seite Beobachtungen gemacht worden sind: Die Expansion des Universums führte zum heißen Urknallmodell. Und dieses heiße Urknallmodell hat dann Vorhersagen gemacht, die sich alle bestätigt haben. Daher spricht man heutzutage eigentlich nur noch von diesem heißen Urknallmodell. Es gibt kein anderes Modell, das ähnlich erfolgreiche Vorhersagen gemacht hätte.

Alter des Universums lässt sich aufgrund seiner Temperatur bestimmen

Kommen wir zum Alter: Wir definieren in der Physik das Alter des Universums gewissermaßen aus seiner Temperatur. Der heiße Urknall ist zwar nur ein Modell; das allerdings ist extrem gut bestätigt. So wurde also die Vorhersage gemacht, dass das Universum früher sehr heiß war und heute relativ kalt sein muss. Das heißt: Die Temperatur des Universums ist ein Maß für sein Alter. So hat sich zum Beispiel 400.000 Jahre nach dem Beginn des Universums die Strahlung von der Materie entkoppelt, wie es so schön heißt. Das heißt, wir können zu jeder Temperatur eine gewisse Art von Physik angeben, die wir gut beschreiben können.

So kommt man zur Altersbestimmung des Universums, wonach das Universum 13,7 Milliarden Jahre alt sein muss, weil es am Anfang so heiß war und heute so kalt ist. So kann man aus der heutigen Temperatur auf das Alter des Universums schließen.