Referat Fünf Gründe, warum Galaxien eigentlich nicht existieren können

Fünf Gründe, warum Galaxien eigentlich nicht existieren können

Bevor man näher auf die Widersprüche in den gängigen Modellen eingehen kann, muß man sich zuerst die beiden wesentlichen Grundzüge des Universums vergegenwärtigen, nämlich einerseits, daß sich dieses seit seiner Entstehung ständig ausgedehnt und dabei von einfachen zu komplexen Strukturen entwickelt hat und andererseits, daß die sichtbare Materie im Universum hirarchich geordnet ist (Sterne ordnen sich zu Galaxien, Galaxien ordnen sich zu Galaxienhaufen und Galaxienhaufen ordnen sich zu Superhaufen).

Grund Nr. 1: Galaxien können sich nicht vor den Atomen gebildet haben.

Zu Beginn der sogenannten Hubble - Expansion bestand das Universum aus Materie und Strahlung. Die Materie durchlief beim abkühlen eine Reihe von Einfriehrprozessen durch und erst ab einer bestimmten Temperatur bilden sich Atome aus der aus Plasma bestehenden Materie. Aufgrund der Wechselwirkungen zwischen Materie und Strahlung war es der Strahlung, bevor sich Atome bilden, nicht möglich, sich von der Materie zu entkoppeln. Solange die Materie aus Plasma bestand (es also noch nicht zum gefriehren der Atome gekommen war) konnten sich keine Galaxien bilden. Die Galaxienbildung kann erst ungefähr 500.000 Jahre nach dem Urknall begonnen haben, denn die Wechselwirkung zwischen Strahlung und Materie hemmte die Prozesse, die vor ca. Dem 500.000sten Jahr zur Bildung von Galaxien geführt haben könnten.

Grund Nr. 2: Galaxien haben keine Zeit gehabt, sich zu bilden.

Wie aber entstanden Galaxien ? Eine logische Erklärung wäre, daß die Galaxien durch leichte Konzentrationsunterschiede in der Materie durch die Gravitationskraft entstanden. Die Frage, die sich nun zwangsläufig stellt, lautet: Könnten die Gravitationskräfte nach Entkopplung von Strahlung und Materie (also nachdem sich Atome bildeten) in Klumpen zusammenziehen, bevor die Hubble Expansion alles außer Reichweite trug (in der also die Gravitationskräfte nicht mehr stark genug wären) ? Zum Entsetzen der Wissenschaftler stellte sich in den 20er Jahren heraus, daß diese Frage mit einem klaren NEIN beantwortet werden mußte. Daraufhin schlug James Jeans ein Modell vor, in welchem in den leeren Räumen ständig Materie erzeugt wird (Steady-State-Theorie'). Dieses Modell wurde schließlich aber aufgegeben, da die Indizien für den Urknall sprachen. Es mußte also eine Lösung gefunden werden, die zwischen dem Moment der Entkopplung und dem Moment, von dem an die Materie zu dünn verteilt war, angreifen würde.

Grund Nr. 3: Auch mit Turbulenz kommen wir nicht weiter.

Es wurde nach einem Prozeß zur Entstehung der erforderlichen Massekonzentration gesucht und man kam auf die Idee, diese könnten durch Turbulenzen in den Gaswolken nach der Bildung der Atome entstanden sein. Man nahm an, daß ein Ereignis wie der Urknall nicht mit einem ruhigen Fluß, sondern vielmehr mit einem reißerischen Bach zu vergleichen sei, in dem Wirbel bzw. Turbulenzen keine Ausnahme darstellten. Ein Wirbel wäre dann also eine sogenannte Jeans'sche Masse-konzentration'; wenn die groß genug wäre, könnte sie eine Masse in der Größenordnung von Galaxien durchaus zusammenziehen. Das Problem ist allerdings, daß ein Wirbel, der eher als 500.000 Jahre nach dem Urknall entstanden wäre, sofort wieder geglättet worden wäre. Ein Wirbel als Ausgangspunkt für die Entstehung von Galaxien wäre also erst nach Bildung der Atome möglich gewesen. Schlußendlich stellte sich heraus, daß man mit der Wirbel - Theorie' auf dem Holzweg war, da sich herausstellte, daß die Lebenszeit der Wirbel nicht ausgereicht hätte, um solche Galaxien hervorzubringen, wie diese, die wir heute sehen können. Dieser Ansatz wurde Mitte der 70er Jahre verworfen.

Grund Nr. 4: Die Galaxien hatten nicht die Zeit, Haufen zu bilden.

Die Wissenschaftler überlegten, ob man vielleicht eine Lösung des Galaxienproblems' finden könnte, wenn man die Dinge mit einem größerem Maßstab betrachten würden, sein Hauptaugenmerk also nicht auf Galaxien, sondern auf Haufen oder Superhaufen lege, mit der Hoffnung, die Existenz der Galaxien würde sich dann von ganz alleine erklären. Man ging davon aus, daß die Temperatur beim Entkopplungsprozeß (als sich also die ersten Atome bildeten) überall gleich war. In diesem sogenannten isothermen Modell könnten gewöhnliche Zufallsfluktuationen Masseverdichtungen hervor-bringen, aus denen dann die ersten Objekte entstünden, die sogenannten Protogalxien'. Die Protogalaxien wären zwar sehr klein gewesen (enthalten jeweils eine Million Sterne, obwohl das allein für uns schon unvorstellbar groß ist ), mit Hilfe der Anziehungskraft hätten sich dadurch dann aber ausgewachsene Galaxien und auch Haufen/Superhaufen gruppieren können. Der einzige Haken an diesem Modell ist, daß auch hier für ein gemächliches Anwachsen mit Hilfe der Gravitationskraft nicht genügend Zeit blieb.

Grund Nr. 5: Wenn die Strahlung ebenso wie die Materie ungleichmäßig verteilt ist und sich die Materie zu Galaxien zusammenfindet, kann die Hintergrundstrahlung nicht so herauskommen, wie wir sie beobachten.

Da unser Universum nun aber einmal über Galaxien, Galaxienhaufen und Superhaufen verfügt, muß die Strahlung ungleichförmig verteilt gewesen sein. Wenn sich die Materie, zur Zeit der Atombildung, abgesondert haben muß, um Galaxien zu erzeugen, dann müßte auch die Strahlung in ungleichförmiger Dichteverteilung die weitere Entwicklung begonnen haben. Die Wissenschaftler haben aber durch Messungen herausgefunden, daß die Hintergundstrahlung aus allen Richtungen bis auf eine Promille genau gleich ist, was gegen eine ungleichförmige Verteilung der Strahlung während des Entkopplungsstadiums spricht.

Da unser Universum aus Galaxien, Galaxienhaufen und Superhaufen besteht, können diese Gründe nicht gegen die Existenz von Galaxien sprechen, sondern vielmehr gegen die aktuell verwendeten Theorien zur Erklärung des Universums in der Art, in der es sich uns präsentiert. Diese fünf Argumente zeigen recht deutlich, daß wir ein Universum voller Galaxien nicht als selbstverständlich betrachten können.

'Je begreiflicher uns das Universum wird, umso sinnloser erscheint es auch'
(Steven Weinberg, Die ersten drei Minuten')

© 1997 Sven O. Wissing.
Literaturnachweis: 'Fünf Gründe, warum es die Welt nicht geben kann - Die Asrophysik der Dunklen Materie' (James Trefil, rororo science)