Alter und Ausdehnung der Welt

Zusammenfassung

Wie alt ist die Welt? Wenn wir in einem Friedmann-Universum leben, war ein Urknall unvermeidlich. Dann muss die Welt ein endliches Alter haben. Was wissen wir darüber? In diesem Kapitel gehen wir zunächst der Frage nach, wie das Alter der Erde bestimmt und dasjenige der Milchstraße abgeschätzt werden kann. Für beides wird der radioaktive Zerfall instabiler, langlebiger Isotope verwendet, weshalb man von nuklearer Kosmochronologie spricht. Sie ergibt, dass die Erde etwa 4.6 und die Milchstraße zwischen sechs und zwölf Milliarden Jahre alt sind. Weitere Altersabschätzungen sind anhand alter Sternpopulationen möglich. Aus ihnen ergibt sich, dass das Universum mindestens etwa 13 Milliarden Jahre alt sein sollte.

Diese Untergrenze stellt das kosmologische Modell auf eine unerwartet harte Probe. Messungen der Hubble-Konstante, die im Detail in diesem Kapitel beschrieben werden, ergeben relativ hohe Werte. Bei solchen Werten kann das Universum nur dann älter als seine ältesten Teile sein, wenn es zumindest eine niedrige Massendichte hat, besser aber noch durch eine kosmologische Konstante zu beschleunigter Expansion getrieben wird. Eine solche beschleunigte Expansion wurde im Rahmen der Friedmann-Modelle anhand einer speziellen Klasse von Sternexplosionen tatsächlich nachgewiesen. Wie dies möglich war und welche Schwierigkeiten mit dieser Deutung entsprechender Messergebnisse bestehen, wird am Ende dieses Kapitels beschrieben.