Gesundheit: Der Blick in die Vergangenheit

Es gibt Galaxien, die zehn Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind. Da ihr Licht zehn Milliarden Jahre zu uns benötigt hat, sehen wir sie in ihrem Zustand vor zehn Milliarden Jahren. Das Problem: Damals war das Universum erheblich kleiner, etwa ein Drittel der heutigen Größe. Demnach kann die Galaxie zu diesem Zeitpunkt nur etwa drei Milliarden Lichtjahre von uns entfernt gewesen sein. Warum ist das von ihr ausgestrahlte Licht also nicht schon vor sieben Milliarden Jahren hier eingetroffen?

Immer wieder stellen sich in der Kosmologie solche Fragen. In unserer Alltagswelt ist „Entfernung“ ein eindeutiger Begriff. Die Entfernung von A nach B hängt weder davon ab, wie wir diese Entfernung messen, noch wann – es kommt immer das Gleiche heraus. In der Astronomie ist das nicht so. Und der Grund dafür ist die Expansion des Weltalls.

Die am häufigsten verwendete Entfernungsangabe ist die Laufzeit des Lichts: Das Licht der Galaxie benötigte zehn Milliarden Jahre, um uns zu erreichen. Wie aber lässt sich dem Licht diese Laufzeit anmerken?

Das Licht nimmt auf seinem Weg zu uns an der Expansion des Weltalls teil. Dadurch vergrößert sich seine Wellenlänge: das Licht wird röter. Eine Rotverschiebung von 1 bedeutet, dass die Wellenlänge sich verdoppelt hat, bei 2 hat sie sich verdreifacht und so weiter. Aus der Rotverschiebung lässt sich so die Lichtlaufzeit berechnen, allerdings nur, wenn man weiß, wie alt unser Kosmos ist und wie schnell er sich ausdehnt.

Beim gegenwärtigen Stand der Forschung hat das Licht einer Galaxie mit einer Rotverschiebung von 1,82 genau zehn Milliarden Jahre zu uns gebraucht, um bei uns einzutreffen. Der Abstand der Galaxie hat sich währenddessen durch die Expansion des Raumes geändert. Das Weltall ist seit der Emission der Strahlung um etwa das Dreifache angewachsen. Das Licht hat daher auf seinem langen Weg sozusagen gegen die Expansion des Alls ankämpfen müssen.