Der Tarantula Nebel befindet sich ca. 170.000 Lichtjahre von unserer Erde entfernt in der großen Magelansche Wolke.
© ESA/NASA, ESO and Danny LaCrue
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Der Stern V838 Monocerotis ist ca. 20.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und befindet sich am Rande der Milchstrasse.
© NASA, the Hubble Heritage Team (AURA/STScI) and ESA
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Immer wieder werde ich gefragt, an welcher Stelle im Universum sich der Urknall ereignete. Und weiter: Es sei sicherlich einfach, diesen Ort zu ermitteln, da sich die Galaxien infolge des Urknalls mit hohen Fluchtgeschwindigkeiten bewegen. Man müsse lediglich ihre Bewegungsrichtungen bestimmen und daraus den Ausgangspunkt all dieser Bewegungen rekonstruieren. Dieser entspräche dann dem Ort, an dem der Urknall vor rund 14 Milliarden Jahren stattfand.
Diese Idee setzt jedoch stillschweigend voraus, dass der Weltraum genauso beschaffen ist, wie wir unsere Umgebung alltäglich erfahren: In unserem Alltag sind Vorne und Hinten, Oben und Unten, Rechts und Links klar definiert. Außerdem können wir mit Hilfe von festen Bezugspunkten absolute Entfernungen und Geschwindigkeiten messen, wodurch sich die Ausgangspunkte beliebiger Ereignisse genau festlegen lassen. Wenn man aber Vorgänge im Universum oder das Universum insgesamt betrachtet, so verlieren Begriffe wie Raum, Höhe, Breite oder Länge ihre “alltägliche” Bedeutung.
Richtig ist, dass sich die Galaxien mit zum Teil sehr hohen Geschwindigkeiten bewegen und dass man sowohl ihre Geschwindigkeiten als auch ihre Bewegungsrichtungen messen kann. Wenn man die Bewegungsrichtungen analysiert, stellt man jedoch fest, dass sich alle weit entfernten Sternsysteme von uns wegbewegen. Man kann nun so tun, als befinde man sich nicht in der Milchstraße, sondern im Andromeda-Nebel oder in einer anderen Galaxie. Wenn man berechnet, wohin sich die Galaxien in Bezug auf diesen Ort bewegen, erhält man dasselbe Ergebnis wie zuvor: Alle weit entfernten Galaxien bewegen sich auch von dem neuen Standpunkt weg.
Diese Beobachtung lässt sich am Beispiel eines Hefeteigs, der Rosinen enthält, verständlich machen. Wenn der Teig aufgeht, vergrößert sich sein Volumen. Die Rosinen bewegen sich zwangsläufig mit dem sich ausdehnenden Teig mit. Misst man von den einzelnen Rosinen aus die Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen der anderen, so stellt man fest, dass sich alle Rosinen voneinander wegbewegen, egal, von welcher aus man das Ganze betrachtet.
Dieses Modell veranschaulicht das merkwürdig erscheinende Verhalten der Galaxien sehr gut. So wie sich die Rosinen innerhalb des Hefeteigs befinden, so sind auch die Galaxien im Universum, das sich immer weiter ausdehnt, “eingeschlossen”. Da wir auf der Erde und damit innerhalb des Weltalls leben, können wir nur die relativen Geschwindigkeiten der Galaxien zueinander messen. Dies führt zu folgendem Schluss: Da sich von innen nur Relativgeschwindigkeiten ermitteln lassen, ist es nicht möglich, die Bewegungsrichtungen der Galaxien auf einen einzigen Punkt zurückzuverfolgen. Einen spezieller Ort, an dem der Urknall passierte, kann man daher nicht finden. (Das, was wir als “Raum” bezeichnen und erforschen können, ist beim Urknall sogar erst entstanden.)
Wenn man das Universum verlassen und die Messungen von außerhalb durchführen könnte, wären absolute Galaxienbewegungen ermittelbar: In Bezug auf einen das Weltall umgebenden “äußeren Raum” ließe sich der Ort bestimmen, an dem das Universum per Urknall entstand. (Im Hefeteig-Modell entspräche ein solcher Ort irgendeiner Stelle in der Küche, in der der Teig munter vor sich hingeht.) Die Frage, ob solch ein äußerer Raum existiert, lässt sich ebenfalls nicht beantworten. Auch um das herauszufinden, müsste man in der Lage sein, aus dem Universum “hinauszugehen”. Aber das wird uns wohl auch zukünftig nicht gelingen. Unsere alltäglichen Erfahrungen lassen sich jedenfalls in der Regel nicht so ohne weiteres auf die Vorgänge im Weltall übertragen.
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