Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Die erstaunlichste und revolutionärste Entdeckung in der Kosmologie war vermutlich die Beobachtung von Edwin Hubble, daß sich Galaxien von uns entfernen. Dies gibt der Vorstellung vom Urknall eine Stütze, in der das Universum expandiert und seit 13.7 Milliarden Jahren existiert. Doch im letzten Jahrhundert hielten Astronomen sowohl Hubble als auch den Theoretikern wie Einstein und Lemaitre, die seine Daten bearbeiteten, entgegen, daß die Beobachtungen letztlich nur feststellen, daß Galaxien rot erscheinen. Die Relativitätstheorie sagt voraus, daß Galaxien in einem sich ausdehnenden Universum rot erscheinen werden, doch dessen ungeachtet könnten auch andere Ursachen für die Rötung verantwortlich sein – zum Beispiel das radikale Konzept vom „müden Licht“, bei dem Licht in einem statischen Universum nur röter wird, weil es über kosmische Entfernungen zu uns kommt.
Über sechzig Jahre haben Wissenschaftler versucht festzustellen, ob müdes Licht oder vielleicht andere Effekte für die Rötung der Galaxien verantwortlich sein könnten – und eben nicht die Expansion. Eine von ihnen eingesetzte Methode war die Beobachtung von Supernovae. Wenn die Bewegung (also Expansion) für rote Galaxien verantwortlich ist, dann werden durch diese sich schnell bewegenden Objekte auf Grund ihrer relativistischen Geschwindigkeiten weitere Effekte sichtbar. Nicht nur die Wellenlänge ihres Lichts, sondern auch die Frequenzen all ihrer anderen Erscheinungen werden uns „rot“ erscheinen, das heißt: sie werden langsamer ablaufen. Supernovae etwa werden den Anschein erwecken, in Galaxien mit größeren Rotverschiebungen über einen längeren Zeitraum hinweg zu leuchten. Und tatsächlich stellte sich bei allen frühen Untersuchungen heraus, daß Supernovae sich in Übereinstimmung mit dieser Vorstellung verhielten und die Idee vom müden Licht verlor schrittweise an Zustimmung.
Messungen von Supernovae sind jedoch schwierig und zahlreichen Unsicherheiten unterworfen. Die hellsten Supernovae etwa – das sind jene, die bei den größten Entfernungen sichtbar sind – könnten von Natur aus längere Zeit als Folge ihrer extremen Leuchtkraft strahlen. In der Tat haben Forscher herausgefunden, daß diese und andere Effekte die Lebensdauer der Supernovae beeinflußt; dies hat zur Folge, daß nicht alle Supernovae untereinander exakt gleich sind. Eine Gruppe von Astronomen (32 an der Zahl) hat jetzt eine endgültige Untersuchung abgeschlossen, die sich mit all diesen Fragen beschäftigt und die Hypothese vom müden Licht unzweideutig ausschließt. Sie beobachteten Änderungen in den Spektren von dreizehn Supernovae in sehr roten Galaxien, als diese Supernovae abklangen. Die sich zeitlich ändernden spektralen Einzelheiten der Supernovae ermöglichten es der Gruppe, das spezifische Alter und die Leuchtkräfte der Supernovae zu eichen. Dies lieferte eine genaue Bestimmung des Zeitalters der Supernovae. Die Wissenschaftler haben beobachtet, daß rote Galaxien Supernovae beheimaten, deren zeitlicher Ablauf tatsächlich langsamer zu sein scheint. Dieser Ablauf steht mit der Relativitätstheorie und der schnellen Bewegung der die Supernovae beheimatenden Galaxien in Übereinstimmung. Das von der Gruppe erzielte Resultat, welches die Hypothese vom müden Licht unmissverständlich ausschließt, ist die unmittelbarste Bestätigung für die Realität der relativistischen Ausdehnung.
