Mikrowellenhintergrundstrahlung

Mikrowellenhintergrundstrahlung bezeichnet die gleichmäßige Wärmestrahlung, die aus allen Richtungen des Himmels kommt und als direktes Abbild des Universums rund 380.000 Jahre nach dem Urknall gilt. Sie ist eines der wichtigsten Beobachtungszeugnisse der Urknalltheorie.

In der frühen heißen Phase des Universums war das gesamte Plasma undurchsichtig für Strahlung. Als sich das Universum auf etwa 3.000 Kelvin abgekühlt hatte, konnten sich Protonen und Elektronen zu neutralen Wasserstoffatomen vereinigen - ein Vorgang, der Rekombination heißt. Damit wurde das Universum für Photonen durchsichtig, und diese Strahlung konnte sich frei ausbreiten. Durch die seither andauernde kosmische Expansion wurde sie stark rotverschoben und ist heute als Mikrowellenstrahlung bei einer Temperatur von rund 2,725 Kelvin messbar.

Die Strahlung ist bemerkenswert gleichmäßig über den ganzen Himmel verteilt, zeigt aber winzige Temperaturschwankungen von etwa einem Hunderttausendstel Kelvin. Diese Fluktuationen entsprechen minimalen Dichteunterschieden im frühen Universum und sind der Keim der späteren Strukturbildung - aus ihnen entstanden Galaxien, Galaxienhaufen und das kosmische Netz. Die Mikrowellenhintergrundstrahlung wurde 1964 von Arno Penzias und Robert Wilson zufällig entdeckt, wofür sie 1978 den Nobelpreis für Physik erhielten. Satellitenmissionen wie COBE, WMAP und Planck haben die Strahlung mit zunehmender Präzision kartiert.