Wie Farbe dem Menschen half, seinen Platz im Universum zu finden

Die Rotverschiebung im Licht ferner Galaxien zeigt: Das Weltall dehnt sich aus

Der unwirtlichste Ort im Universum muss wohl der sein, von dem sich alle entfernen. Im Jahr 1917 veröffentlichte der amerikanische Astronom Vesto Slipher (1875 bis 1969) einen Fachartikel, der den Schluss nahe legte, dass Slipher diesen Ort gefunden hatte: die Milchstraße. Aus der so genannten Rotverschiebung im Lichtspektrum von 25 Galaxien hatte der Wissenschaftler den Schluss gezogen, dass sich 21 von ihnen von unserer Heimatgalaxie wegbewegen.

Es dauerte zwölf Jahre, bis Edwin Hubble (1889 bis 1953) das Stigma, der unbeliebteste Ort im Weltall zu sein, wieder von der galaktischen Heimat des Menschen nahm. Weil das Universum sich als Ganzes ausdehnt, bewegt sich nahezu jede Galaxie von jeder anderen weg – so wie sich jede Rosine in einem aufgehenden Teig von jeder anderen Rosine entfernt.

Was Slipher und Hubble zu ihren Entdeckungen geführt hatte, war die Rotverschiebung des Lichts fast aller Galaxien: Im an sich kontinuierlichen Lichtspektrum jedes Sterns fehlen bestimmte Linien. Diese Linien sind charakteristisch für die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre des jeweiligen Himmelskörpers. Jedes chemische Element hat seinen ganz spezifischen "Fingerabdruck" aus fehlenden Farblinien im Licht.

Slipher und Hubble fanden diese charakteristischen Fingerabdrücke erwartungsgemäß im Licht aller beobachteten Galaxien – aber nicht da, wo sie sein sollten. Die Wellenlängen der fehlenden Farblinien waren bei den meisten Galaxien "rotverschoben" – sie waren also im vom Blau über das Gelb bis zum Rot reichenden Farbspektrum in Richtung zum roten Ende hin versetzt.

Vor Einstein hätte es für diese Rotverschiebung nur eine mögliche Erklärung gegeben: den nach Christian Doppler (1803 bis 1853) benannten Dopplereffekt. Bestens bekannt ist dieser Effekt aus der Akustik. Bei einem vorbeifahrenden Fahrzeug, beispielsweise einem Krankenwagen, ändert sich schlagartig die Tonhöhe. Solange das Fahrzeug auf den Beobachter zufährt, werden die Schallwellen "zusammengequetscht" – der Ton wird höher. Wenn es sich entfernt, werden die Schallwellen in die Länge gezogen – der Ton wird tiefer.

Entsprechend verhalten sich Lichtwellen. Bewegt sich eine Galaxie vom Betrachter weg, werden die Wellen länger, das Licht also zum Roten hin verschoben. Umgekehrt wird das Licht von Galaxien, die sich auf ihn zubewegen, blauverschoben. Zunächst schien es so, dass sich die beobachtete Rotverschiebung mithilfe des Dopplereffektes recht gut erklären lässt. Doch als Astronomen später auch sehr weit entfernte Galaxien vermaßen, stimmte die mit dem Dopplereffekt berechnete Rotverschiebung nicht mehr mit der beobachteten überein. [>>]