War das frühe Universum hell oder dunkel?

vũ trụ - Ảnh 1. — Heute erhellt das Licht von Sternen und Galaxien den Nachthimmel. Doch kurz nach dem Urknall, vor etwa 13,8 Milliarden Jahren, war das Universum völlig dunkel – Foto: AI

Laut Live Science brachte der Urknall nicht nur Materie hervor, sondern schuf auch Raum und Zeit. Zunächst war alle Materie und Energie im Universum zu einem winzigen, superdichten Punkt komprimiert. Als sich das Universum auszudehnen begann, kühlte diese Energie allmählich ab, sodass die ersten Elementarteilchen weniger als eine Sekunde nach dem Urknall entstanden.

Licht 380.000 Jahre lang „gefangen“

Obwohl Photonen schon sehr früh entstanden, konnte sich das Licht in den ersten 380.000 Jahren nicht im Weltraum ausbreiten. Der Grund dafür war, dass das Universum zu heiß war und sich die Elektronen zu schnell bewegten, um sich mit Kernen zu verbinden und Atome zu bilden.

Das Ergebnis ist eine dichte „Suppe“, in der das Licht ständig von freien Elektronen gestreut wird, ähnlich wie das Licht im Kern der Sonne heute Millionen von Jahren lang gefangen ist, bevor es an die Oberfläche entweicht.

Erst als sich das Universum ausdehnte und auf etwa 3.000 Kelvin (2.725 °C) abkühlte, begannen sich Elektronen mit Atomkernen zu neutralen Atomen zu verbinden. Zu diesem Zeitpunkt konnten sich Photonen frei bewegen, und zum ersten Mal wurde Licht wirklich ins Universum „freigesetzt“.

Das damals emittierte Licht hatte Wellenlängen im nahen Infrarot oder im sichtbaren Bereich, wurde jedoch nach mehr als 13 Milliarden Jahren der Ausdehnung zu extrem langen Wellen gedehnt, die als kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB) bezeichnet werden. Dies ist das älteste jemals von Menschen registrierte Licht; die erste Beobachtung erfolgte 1964.

Durch die Analyse der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung konnten Wissenschaftler die großräumige Struktur des Universums besser verstehen, einschließlich der Verteilung der Galaxien und der riesigen Hohlräume zwischen ihnen.

Das Universum erlebte einst ein „dunkles Zeitalter“

Nachdem das erste Licht im Universum freigesetzt wurde und sich Photonen frei im Raum ausbreiten konnten, wurde das Universum nicht sofort so hell wie der sternenklare Nachthimmel, den wir heute sehen. Stattdessen begann eine lange Periode, die als „kosmisches dunkles Zeitalter“ bekannt ist.

Dies war eine besondere Periode, die Hunderte von Millionen Jahren dauerte und in der das Universum fast völlig dunkel und kalt war. Licht konnte zwar existieren und sich ausbreiten, aber es gab keine offensichtlichen Lichtquellen wie Sterne oder Galaxien.

Der Weltraum enthielt damals nur die einfachsten Elemente: Wasserstoff und Helium, die Grundbausteine, die kurz nach dem Urknall entstanden waren. Diese Elemente existierten in Form eines dünnen Gases und waren noch nicht in der Lage, Himmelskörper zu bilden, die Licht aussenden konnten.

Dieses dunkle Zeitalter endete, als die Schwerkraft die riesigen Gaswolken allmählich zusammenzog. Im Laufe von Hunderten von Millionen Jahren wurden diese Gasregionen so dicht, dass sie in sich zusammenfielen. Temperatur und Druck stiegen, was wiederum thermonukleare Reaktionen auslöste, ähnlich denen im Kern der Sonne heute. Dadurch entstanden die ersten Sterne in der Geschichte des Universums.

Etwa eine Milliarde Jahre nach dem Urknall begannen diese frühen Sterne Licht auszusenden und vertrieb allmählich die ursprüngliche Dunkelheit, die den Weltraum durchdrang. Als die Zahl der Sterne zunahm, vereinigten sie sich zu Sternhaufen, aus denen schließlich die ersten Galaxien entstanden.

Dies ist der Moment, den die Wissenschaftler als „kosmische Morgendämmerung“ bezeichnen. Er markiert den Moment, in dem sich das Licht tatsächlich im Weltraum ausbreitete und den Grundstein für ein Sternenuniversum legte, wie wir es heute kennen.

Licht 380.000 Jahre lang „gefangen“

Das Universum erlebte einst ein „dunkles Zeitalter“

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