Die historische Zeit des Universums, die durch seine Abkühlung und Expansion aus seiner einzigartigen Dichte in der Großen Explosion definiert ist. Der Konsens der zeitgenössischen Wissenschaftler beträgt etwa 13.798 ± 37 Millionen Jahre, aber wie haben sie diese Zahl erreicht? Kombiniert man diesen Wert mit ungefähren Schätzungen der Dichte des Universums, kam man zu dem Schluss, dass das Alter des Universums etwa 13 Milliarden Jahre beträgt. Wissenschaftler können auch das Alter des Universums bestimmen, indem sie die restliche Strahlung des Urknalls untersuchen, die Explosion, die die Expansion des Universums ausgelöst hat.
Die Debatte darüber, wie man das Alter des Universums messen kann.
Einige Astrophysiker behaupten, dass der Kosmos vor mindestens 15 Milliarden Jahren geboren wurde, andere glauben, dass sein Alter 8 Milliarden nicht übersteigt. Der Grund für diesen Tanz der Zahlen liegt hauptsächlich in dem Wert einer kosmologischen Konstante, die als Hubble (Ho)-Konstante bekannt ist und 1929 von Edwin Hubble formuliert wurde. Dementsprechend entfernen sich Galaxien von unseren - der Milchstraße - mit einer Geschwindigkeit, die direkt proportional zur Entfernung des Beobachters ist. Für Allan Sandage, von den Carnegie Observatorien in den Vereinigten Staaten, beträgt der Wert der Konstante 57 Kilometer pro Sekunde und Megaparsec (ein Megaparsec entspricht 3.260.000 Lichtjahren), dann würde das Alter des Universums 15.000 Millionen Jahre betragen. Dies steht im Gegensatz zu den jüngsten Daten der US-Forscherin Wendy Freedman, die Ho einen Wert von 80 Kilometern pro Sekunde und Megaparsec gibt, was es zu einem Alter von 8 Milliarden Jahren macht. Auch die wichtigsten Raumfahrtagenturen haben ihre eigenen Messprojekte, die NASA mit der Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, die die Dichte von Atomen und anderen nicht-atomaren Stoffen, ESA, misst, indem sie Beobachtungen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMBR) sowie die Untersuchung und Analyse von Gravitationswellen misst und berechnet.
Der Erste, der beobachtet
Georges Lemaître war Physiker und katholischer Priester belgischer Herkunft. Er war der Erste, der die Beobachtungen des Universums mit der Theorie in Einklang brachte (Einstein hatte es versäumt), und so erkannte er, dass sie sich ausdehnte.
Al-Khalili sagt, dass Lemaître 1927 seine Idee an Einstein weitergab, der daraufhin sagte, dass seine mathematischen Fähigkeiten bewundernswert seien, aber die physischen waren abscheulich. Das nächste Kapitel in der Geschichte ist das des amerikanischen Astronomen Edwin Hubble, der ein für allemal demonstrierte, dass sich das Universum ausdehnte, nachdem er alle mit der Entdeckung überrascht hatte, dass es Galaxien außerhalb der Milchstraße gab.
"Er studierte sie und erkannte, dass sie sich schnell bewegten, als er weiter sehen konnte, und er bewies es", sagt der Kosmologe Andrew Pontzen. Und er fährt fort: "Du weißt, dass sich die Galaxie ausdehnt, indem du die Farbe des Lichts misst, das sie abgibt. Wenn die rote Farbe intensiver ist, als normalerweise beobachtet, bewegt sie sich. Und das Ausmaß dieser Änderung ist es, was angibt, wie schnell sie sich bewegt.
Durch die Berechnung der im Licht beobachteten Veränderung ist es möglich zu sagen, mit welcher Geschwindigkeit sich die Galaxie bewegt. Das erlaubt uns jedoch nicht zu berechnen, wie viele Jahre das Universum ist. Nach seinen Schätzungen war das Universum 2 Milliarden Jahre alt.
Es waren die 1930er Jahre, und damals fiel die wissenschaftliche Gemeinschaft mit dem Zeitalter der Erde zusammen: 3 Milliarden Jahre. Die Diskrepanz machte keinen Sinn. Glücklicherweise wurden in den folgenden Jahrzehnten die Mechanismen zur Berechnung der Entfernung, in der Galaxien gefunden wurden, und der Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegten, perfektioniert.
"Aber es war nicht einfach, eine Einigung zu erzielen. Es gab mehrere Gruppen von Wissenschaftlern an der Front. Alle waren überzeugt, dass sie Recht hatten", sagt Pontzen. Die Supernova-Sterne, die einige als kosmische Bomben bezeichnen, weil sie von Explosionen gekennzeichnet sind, machten die Hetzrede klarer.
Das Alter des Universums, basierend auf der besten Anpassung an WMAP-Daten, beträgt nur 13,4±0,3 Gyr (die etwas höhere Zahl von 13,7 beinhaltet einige andere gemischte Daten). Diese Zahl stellt genau das erste "direkte" Maß für das Alter des Universums dar (andere Methoden beziehen sich typischerweise auf das Hubble-Gesetz und das Alter älterer Sterne in Kugelhaufen usw.). Es ist möglich, mit verschiedenen Methoden den gleichen Parameter (in diesem Fall das Zeitalter des Universums) zu bestimmen und zu unterschiedlichen Antworten zu gelangen, ohne dass sich "Fehler" überschneiden. Um das Problem bestmöglich anzugehen, ist es üblich, zwei Arten von Unsicherheiten aufzuzeigen: eine in Bezug auf die aktuellen Messungen und die andere in Bezug auf die systematischen Fehler des verwendeten Modells.
Die genaueste heute, NASA/ESA
Ein NASA-Wissenschaftsteam, das in der Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Mission zusammengestellt wurde und mit einem hohen Anteil an der Gesamtzahl der Proben bestimmt wurde.