Hintergrundstrahlung

Die Hintergrundstrahlung (auch Urknall-Strahlung genannt) ist eine isotrope Strahlung, die als fortdauernde Auswirkung des Urknalls betrachtet wird. Sie wurde 1964/1965 entdeckt und hat eine eine Wellenlänge von 3 mm. Diese Strahlung hat nichts mit dem in pseudowissenschaftlicher Literatur fälschlich manchmal als kosmische Hintergrundstrahlung bezeichneten Phänomen zu tun und wird auch oft mit dem Begriff Kosmische Strahlung verwechselt. Daher wird auch der Begriff kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung (englisch cosmic microwave background) verwendet.

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1 Forschungsgeschichte

Alexander Friedmann gab 1922 die erste relativistische Beschreibung eines expandierenden oder auch kontrahierenden Universums an. 1929 entdeckte Edwin Hubble den Zusammenhang von Rotverschiebung und Entfernung der Galaxien und führte ihn auf eine Expansion des Universums zurück. Falls der Urknall tatsächlich als erstes Ereignis stattgefunden hat, dann sollte dies in seiner Auswirkung gleichermaßen im gesamten Weltraum feststellbar sein, insbesondere durch eine fortdauernde Zunahme bestimmter Zustandsgrößen des Weltraums, etwa in Form der räumlichen Ausdehnung (Expansion). Zumindest in gewissen Aspekten sollte auch eine Strahlung aus photonen-ähnlichen Teilchen erscheinen; die Theorie dazu wurde unter anderem von Erich Regener 1933 und George Gamow aufgestellt. Die Entdeckung erfolgte eher zufällig durch Arno Penzias und Robert Woodrow Wilson beim Test einer neuen empfindlichen Antenne, die für Experimente mit künstlichen Erdsatelliten gebaut worden war.

Aus der Beobachtung mit dem Hubble-Weltraumteleskop seit den 1990er Jahren ergaben sich Werte von 73 bis 74 km/s pro 1 Million Parsec (= 3,26 Millionen Lichtjahre) für die Hubble-Konstante. Es handelt sich also offenbar um eine Beschleunigung und nicht um eine konstante Geschwindigkeit bei der Expansion.

2 Grundlagen

Dass die Rotverschiebung mit einer Größenzunahme des Weltraums verbunden ist, wird kaum bezweifelt, stellt aber nur eine von vielen Erklärungen dar. Zunächst einmal ist die Rotverschiebung eng mit der Expansion verbunden, und es gäbe sie offenbar nicht ohne jener. Klassisch ist die verbleibende Energie der Entropie unterworfen. Sie verschwindet nicht, sondern wird in Wärme und Bewegung umgesetzt, was den Endzustand darstellt. Demnach muss die Energie des Weltraums nicht zunehmen, egal ob unmittelbar aus Strahlung erzeugt oder mittelbar durch andere Prozesse, es entstehen nur andere Formen der Energie.

Die beobachtete Rotverschiebung schien zunächst dem Relativitätsprinzip zu widersprechen, da die Lichtgeschwindigkeit als konstant gilt. Eine konstante Bewegung im Weltraum verbraucht keine Energie. Die Gravitation kann Bewegungen verändern, also beschleunigen oder bremsen. Zudem gelten folgende Aussagen:

• Die Expansion und Abgeschlossenheit des Raumes wird nicht allein durch die Gravitation bestimmt.
• Die gesamte Energie des Weltraums ist gleichbleibend.

Einer kosmologischen Modellrechnung zufolge enthält jeder Kubikzentimeter des Vakuums des heutigen Weltraums durchschnittlich 400 Photonen der Hintergrundstrahlung. Sie wurde zum Zeitpunkt ihrer Entstehung wahrscheinlich im sichtbaren Spektrum ausgestrahlt.

3 Literatur

• Werner Landgraf: Welt und Wirkungsprinzip (PDF 6,1 MB) 2. Auflage, März 2010 ISBN 979-10-90349-01-8, S. 95, 71, 109 , 128;
• derselbe: 1. Aufl. (PDF 9,9 MB), S. 48, 29, 64-66 ,56. Rio de Janeiro. Mai 1997. Bibl. Nac. Escr. Dir. Aut. 135068 - 7781/1997. ISBN 979-10-90349-00-1

4 Andere Lexika

• Hintergrundstrahlung bei Wikipedia (Erste Wikipedia-Version)

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• Knaurs Lexikon in 20 Bänden, Lexikographisches Instituts, Überarbeitete Auflage, München 1976, Band 8, Seite 2640-2641