Der Urknall – wie kam Georges Lemaître zu seiner Urknalltheorie?

Die meisten von euch werden schon einmal von der Urknalltheorie gehört haben. Sie stellt eine mögliche Erklärung für die Entstehung und Ausbreitung unseres Universums dar. Der Urknall oder englisch „The Big Bang“, ist seit seiner Postulierung durch Georges Lemaître vor nicht einmal 100 Jahren die populärste Theorie seiner Art geworden. Doch was genau besagt sie eigentlich und wie gelang Georges Lemaître zu dieser Annahme?

Die Ausgangslage

Als Georges Lemaître seine Überlegungen anstellte, war die vorherrschende Lehrmeinung, dass das Universum statisch sei, sich also nicht ständig ausdehne. Galaxien außerhalb unserer Milchstraße waren bis dato nicht bekannt und so hielt man auch die Größe des gesamten Universums für verhältnismäßig begrenzt. Erst nach und nach kamen genauere Messinstrumente auf, die die faszinierende Erkenntnis lieferte, dass es neben der Milchstraße noch unzählige weitere Galaxien gibt. Und das war nicht alles: Es schien so, als würden sich die Sterne von uns wegbewegen. Wie war das möglich?

Die Entstehung der Urknalltheorie

1927 stellte Georges Lemaître dann seine Theorie zur Erklärung der Entstehung unseres Universums vor. Dabei bediente er sich zunächst der Berechnungen Willem de Sitters und Aleksandr Friedmans, der zeigte, dass es theoretisch möglich ist, dass sich ein Kosmos dauerhaft ausbreiten könnte. Daraus schloss Lemaître, dass diese Expansion in einem kleinen Punkt begonnen haben müsste. Er nannte dies das Uratom. Die Urknalltheorie war geboren, doch zunächst blieb sie noch unbeachtet.

Die Entwicklung der Urknalltheorie

Erst zwei Jahre später fand Edwin P. Hubble, aufbauend auf den Überlegungen Lemaîtres, heraus, dass sich alle Galaxien voneinander entfernen. Für viele Wissenschaftler war dies ein eindeutiges Indiz für ein stetig wachsendes Universum. In den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts folgerte Gamow aufgrund des latenten Strahlungshintergrunds, dass ein Rest des Urplasmas noch heute vorhanden ist. Doch erst der endgültige Beweis dieser Hintergrundstrahlung des Universums beförderte die Urknalltheorie zu einer weltweit anerkannten Hypothese. Seitdem wurde viel zur Verifizierung dieser Theorie geforscht und einige Belege gefunden, die für diese Theorie sprechen.

Die heutige Urknalltheorie

Seit der ersten Postulierung der Urknalltheorie wurde sie stetig weiterentwickelt. Heute wird angenommen, dass vor etwa 13,8 Milliarden Jahren durch den Urknall aus dem Nichts das Universum geschaffen wurde. Der kleine Punkt, an dem dies geschehen ist, ließe sich der Theorie nach nachvollziehen, wenn man die Entwicklung und Ausbreitung des Universums rückwärts verfolgen würde. An diesem Punkt müsste die Materie- und Energiedichte unendlich sein.

Die eigentlichen Urknalltheorien beschreiben dabei übrigens heute, was nach dem „Knall“ geschah. Dabei wird besonders der ersten Zeit nach der Entstehung eine große Aufmerksamkeit geschenkt, welche sich in unfassbar kleinen Zeitabständen niederschlägt (die kleinste Zeitperiode, die Planck Zeit, entspricht 10^-43 Sekunden). In der ersten Mikrosekunde expandierte und kühlte sich das Universum so weit ab, dass heute aus der Teilchenphysik bekannte Prozesse stattfinden konnte. Das Ende der Urknalltheorien findet etwa 300.000 bis 400.000 Jahre nach dem eigentlichen Urknall statt, als sich stabile Atome bildeten.

Die Theorie ist heute eine der meist beforschten und anerkanntesten Theorien zur Entstehung unseres Universums. Falls ihr noch etwas tiefer in die Materie eindringen wollte, gibt es im Internet massenhaft Quellen zu finden, die euch auch die tiefergehenden, physikalischen Prozesse näherbringen können.