Willkommen bei einer neuen Rubrik von StarChild! Jeden Monat werden wir an dieser Stelle eine häuftig gestellte Frage beantworten.
Die Fragen aus vergangenen Monaten könnt Ihr in unserem Archiv finden.
Eine Möglichkeit, das Alter des Universums herauszufinden, ist das Studium sogenannter "kugelförmiger Sternhaufen". Das sind dichte Ansammlungen von etwa einer Million Sternen. Weil man vermutet, dass alle kugelförmigen Sternhaufen ungefähr zur gleichen Zeit entstanden sind, kann man sie als eine Art "kosmischer Uhr" verwenden. Um das zu verstehen, muss man etwas über Leben und Entwicklung der Sterne wissen. Sterne verbringen die meiste Zeit ihres Lebens damit, Wasserstoff zu Helium zu verbrennen. Wie lang das Leben eines Sterns dauert wird von seiner Masse bestimmt. Sterne mit grosser Masse leuchten viel heller als massenarme Sterne. Daher verbrauchen sie auch ihren Energievorrat sehr viel schneller. Bei Sternen wie unserer Sonne reicht der Energievorrat ungefähr neun Milliarden Jahre. Ein Stern, der doppelt soviel Masse hat wie unsere Sonne, verbrennt seinen Wasserstoffvorrat in nur 800 Millionen Jahren. Ein Stern mit zehn Sonnenmassen leuchtet etwa 1000 Mal heller als die Sonne. Daher reicht sein Energievorrat für nur 20 Millionen Jahre. Sterne mit halber Sonnenmasse verbrennen ihren Energievorrat so langsam, dass er für mehr als 20 Milliarden Jahre reicht. Bei einem kugelförmigen Sternhaufen, der älter als 10 Millionen Jahre ist, haben alle Sterne, die noch Wasserstoff verbrennen, weniger als zehn Sonnenmassen. Daraus folgt, dass keiner dieser Sterne mehr als 1000 mal heller sein wird als die Sonne. Ist der Sternhaufen mehr als zwei Milliarden Jahre alt, so wird man keine Wasserstoff verbrennenden Sterne mehr finden, die mehr als zwei Sonenmassen haben.
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Aufnahme des kugelförmigen Sternhaufens M15 vom Hubble Space Telescope. Die
Ausschnittvergrösserung rechts oben zeigt, dass das Zentrum dieses Haufens
aus sehr vielen Sternen besteht.
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Eine andere Möglichkeit, das Alter des Universums zu bestimmen, ist die Messung der sogenannten Hubble Konstanten H0. Die Hubble Konstante ist ein Mass für die Geschwindigkeit, mit der sich das Weltall ausdehnt. Aus der Grösse der Hubble Konstanten können die Astronomen ausrechnen, wann der Urknall stattgefunden hat. Dabei ist aber noch die Massendichte und die Zusammensetzung des Weltalls zu berücksichtigen.
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Ist das Universum "flach" und besteht hauptsächlich aus "gewöhnlicher" Materie, dann beträgt das Alter des Universums gleich 2/(3*H0). Hat das Universum eine sehr geringe Massendichte, so ist sein Alter grösser, nämlich 1/H0. Führt man in die allgemeine Relativitätstheorie eine neue Grösse, die sogenannte "kosmologische Konstante", ein, so wird das berechnete Alter des Universums noch grösser. Viele Astronomen arbeiten sehr hart daran, die Hubble-Konstante mit verschiedenen Methoden zu bestimmen. Manchmal bezeichnen sie ihre Arbeit als den Versuch, "die Krümmung des Raums" zu bestimmen. Wie die nebenstehende Grafik zeigt, erlaubt diese "Raumkrümmung" das Alter des Universums zu bestimmen. Neuere Versuche, die Hubble-Konstante zu bestimmen, liefern Werte, die immer besser miteinander übereinstimmen. Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Dr. Wendy Freedman von den Carnegie Observatories in Pasadena, Californien, benutzte das Hubble-Weltraum-Teleskop um verschiedene, entfernte Objekte zu beobachten. Ihr Team ermittelte einen Wert von 73, was einem Alter des Weltalls von 9 bis 11,5 Milliarden Jahre entspricht. Ein zweites Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Dr. Allan Sandage, auch vom Carnegie Institut, benutzte ebenfalls das Hubble-Weltraum-Teleskop um entfernte explodierende Sterne zu beobachten. Er erhielt einen Wert von 58, d.h. ein Alter des Universums von 11,5 bis 14,5 Milliarden Jahre. |
Wenn wir die verschiedenen Werte für das Alter des Universums miteinander vergleichen, so gibt es ein Problem: Wenn es stimmt, dass das Alter des Universums kleiner als 10 Milliarden Jahre ist, dann würde das Alter des Universums kleiner sein als das der ältesten Sterne. Dies bedeutet, dass wir entweder die Urknalltheorie, die allgemeine Relativitätstheorie oder unsere Vorstellung von der Sternentwicklung ändern müssen. Die meisten Astronomen glauben aber, dass sich dieses Problem von selbst lösen wird, sobald genauere Messungen vorliegen. Obwohl die Werte noch sehr unsicher sind, deuten die Daten auf ein Alter des Universums von 12 bis 13 Milliarden Jahre Shin.
Weitere Informationen zu diesem Thema findet Ihr (in Englisch) auf folgenden Internet-Seiten:
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