Woher weiß man, dass es den Urknall gab?
Dass unser Universum aus einem Urknall heraus entstanden ist und seither expandiert, war lange Zeit nicht die einzige Theorie zum Dasein unserer Welt. Doch sie machte viele Vorhersagen etwa zur Expansion des Alls und zur Verteilung von leichten Elementen über den Raum, die seither durch Beobachtungen mit modernen Teleskopen tatsächlich bestätigt werden konnten. Heute zweifelt kein seriöser Kosmologe und keine seriöse Kosmologin mehr an der Urknalltheorie.
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Ein wahnsinnig heißer Ursprungspunkt
Zunächst einmal: Es ist ein verbreitetes Missverständnis, dass die Urknalltheorie besagt, die Welt habe mit einem großen Knall begonnen. Sie sagt nur, dass unser Universum sich aus einem frühen Stadium ausdehnt, in dem der gesamte Weltraum mit aller Materie auf einen enorm dichten, heißen Punkt zusammengepackt war. Daraus haben sich der Raum, die Materie und im Übrigen auch die Zeit entfaltet. Aber ob das tatsächlich der Anfang von allem war, erklärt die Theorie genau genommen nicht.
In Einsteins Zeiten in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts gab es zwei konkurrierende kosmologische Theorien: die Urknalltheorie eines expandierenden Universums und die eines statischen Universums, das in seiner Form schon ewig existiert hat und sich weder ausdehnt noch zusammenzieht, „Steady State-Theorie“ genannt. Seither haben Astronomen und Astronominnen allerdings durch konkrete Beobachtungen des Weltalls mit stetig besseren Teleskopen immer mehr Vorhersagen des Urknallmodells bestätigt gefunden, während die Steady State-Theorie von immer mehr Anhängern verworfen wurde – darunter Albert Einstein höchstpersönlich.
Die drei wichtigsten Beweise
Eine ganz konkrete Vorhersage war, dass von der enormen Energie, die der Urknall entfachte, noch etwas übrig sein müsste – eine Art Restglut, die noch durchs All wabert. Und genau diese sogenannte kosmische Hintergrundstrahlung haben 1964 die US-amerikanischen Physiker Arno Penzias und Robert Woodrow Wilson gemessen, wofür sie auch den Physik-Nobelpreis erhielten. Die Restenergie des Urknalls erwärmt das All noch heute um 2,725 Grad Kelvin.
Ein zweiter klarer Hinweis auf die Expansion des Alls war 1929 die Entdeckung des US-Astronomen Edwin Hubble: Er beobachtete, dass quasi alle Galaxien im All sich von uns wegbewegen – und zwar umso schneller, je weiter sie entfernt sind. Auch das hatte die Urknalltheorie, die einige Jahre zuvor im Wesentlichen von dem Belgier Georges Lemaître und dem Russen Alexander Friedmann entwickelt wurde, vorhergesagt. Erkennen konnte Hubble dies anhand der sogenannten Rotverschiebung des Lichts der Galaxien: Je weiter entfernt die Galaxie, desto weiter ist ihr Lichtspektrum nach Rot verschoben, was auf die Fluchtgeschwindigkeit hindeutet.
Ein dritter klarer Hinweis ist die Verteilung der Elemente im All, insbesondere leichter Elemente wie Wasserstoff und Helium. Laut Urknalltheorie mussten sie in einer bestimmten Häufigkeit im All vorkommen – Helium zum Beispiel zu etwa 25 Prozent. Messungen mit modernen Teleskopen haben das tatsächlich so nachweisen können.
Zweifel sind weitgehend ausgeräumt
Es gibt noch viele weitere fundierte Belege für die Urknalltheorie. „Die Beweise sind heute so erdrückend, dass eigentlich kein seriöser Kosmologe und keine Kosmologin mehr am Urknall zweifelt – auch wenn natürlich niemand dabei war, der oder die ihn bezeugen könnte“, sagt der Astronom Marcus Brüggen von der Universität Hamburg. „Dass unser Universum aus einem dichten Feuerball heraus entstand, bezweifelt heute niemand mehr,“ bestätigt sein britischer Kollege Martin Rees, einer der angesehensten Astronomen unserer Zeit. „Die Urknalltheorie ist besser nachgewiesen als die Erdgeschichte oder die Evolution irdischen Lebens.“
Ein amüsantes Comic-Video mit einer nichtsdestotrotz fundierten Erklärung des Urknalls gibt es vom WDR auf dieser Seite zu sehen.
Eine Nachgefragt-Antwort zu der Frage, was vor dem Urknall war, finden Sie hier.