Das Rätsel lösen: Wie Teleskope die kosmische Vergangenheit sehen

Teleskope blicken nicht nur weit – sie sind wie „Zeitmaschinen“, die in das frühe Universum vor Milliarden von Jahren zurückblicken.

Wenn man in den Nachthimmel blickt, sind die funkelnden Lichter der Sterne in Wirklichkeit Botschaften aus der Vergangenheit. Diese Himmelskörper strahlten vor Millionen oder sogar Milliarden von Jahren Licht aus und haben die Erde erst vor Kurzem erreicht. Wie können Teleskope also so weit entfernte Galaxien „sehen“?

Obwohl der Mond uns so nahe ist, dauert es immer noch 1,3 Sekunden, bis das Licht von ihm das Auge des Beobachters erreicht. (Quelle: NASA)

Licht – eine Botschaft aus dem Ur-Universum

Himmelskörper im Universum senden ständig elektromagnetische Strahlung aus, darunter auch Licht, das für das menschliche Auge sichtbar ist. Dieses Licht bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 300.000 km/s. Wenn wir sagen, dass eine Galaxie 13 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist, bedeutet das, dass das Licht dieser Galaxie 13 Milliarden Jahre benötigt hat, um uns zu erreichen. Teleskope blicken also nicht auf die Gegenwart, sondern auf die Vergangenheit des Universums.

Das menschliche Auge hat nur eine sehr begrenzte Fähigkeit, Licht zu sammeln. Ein Teleskop hingegen fungiert als riesiger Lichtsammler. Die Lichtsammelfähigkeit eines Teleskops ist proportional zum Quadrat des Durchmessers des Hauptspiegels. Beispielsweise hat ein Teleskop mit 2 m Durchmesser die vierfache Lichtsammelfähigkeit eines 1-m-Teleskops.

Das Teleskop auf dem Gipfel des Mauna Kea (Hawaii) verfügt über einen 10 Meter großen Spiegel, der 600.000 Mal mehr Licht sammeln kann als das menschliche Auge. Dank dessen kann es Galaxien in mehr als 13 Milliarden Lichtjahren Entfernung beobachten.

Das Vera C. Rubin Observatory ist eines der modernsten erdgebundenen Teleskope der Welt . (Quelle: Rubin Observatory)

Das Vera C. Rubin Observatorium ist eines der modernsten erdgebundenen Teleskope der Welt und wurde auf dem Cerro Pachón in Chile errichtet. Am 23. Juni 2025 wird das Vera C. Rubin Observatorium seinen Betrieb aufnehmen und die ersten Bilder aus dem Weltraum aufnehmen.

In mehr als sieben Stunden Beobachtungszeit nahm Rubin 678 Bilder auf und enthüllte Details des Trifidnebels, des Lagunennebels und Tausender entfernter Galaxien. Gleichzeitig entdeckte das Teleskop über 2.000 neue Asteroiden und demonstrierte damit seine Fähigkeit, Objekte im Sonnensystem zu verfolgen.

Rubin hat eine 10-jährige Untersuchungsphase – die Legacy Survey of Space and Time (LSST) – begonnen, um einen „kosmischen Film“ über die Entwicklung von Galaxien, Sternen und Planeten zu erstellen.

Der Coma-Galaxienhaufen ist über 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt – ein Beweis dafür, dass auf beispiellose Weise eine Technologie gefunden wurde, die der Menschheit helfen könnte. (Quelle: Rubin-Observatorium)

Wenn Technologie der Menschheit hilft, das Unsichtbare zu sehen

Das 2021 gestartete James Webb-Weltraumteleskop (JWST) ist heute das fortschrittlichste Instrument. Der Hauptspiegel des Webb-Teleskops hat einen Durchmesser von 6,5 m und eine Lichtsammelfläche von mehr als 25 m².

Durch die Ausdehnung des Universums wird das Licht ferner Galaxien in den Infrarotbereich gedehnt – ein Phänomen, das als „Rotverschiebung“ bezeichnet wird. Das Webb-Teleskop ist darauf ausgelegt, dieses Licht zu erfassen und uns einen Blick in die Zeit zurück ins frühe Universum zu ermöglichen.

Im August 2025 machte Webb ein Foto des Hubble Deep Field – einer winzigen Himmelsregion, die nur 1/12,7 Millionstel des Himmels abdeckt, aber mehr als 2.500 entfernte Galaxien enthält, von denen einige nur 300–400 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sind.

James-Webb-Teleskop. (Quelle: NASA)

Das Auflösungsvermögen eines Teleskops hängt von seiner Öffnung ab. Nach dem Rayleigh-Kriterium ist die Winkelauflösung umgekehrt proportional zum Spiegeldurchmesser. Das Hubble-Weltraumteleskop mit einer Öffnung von 2,4 m hat eine Auflösung von 0,05 Bogensekunden, was ausreicht, um einzelne Sterne in der 2,5 Millionen Lichtjahre entfernten Andromeda-Galaxie zu unterscheiden.

Das derzeit in Chile gebaute European Extremely Large Telescope (ELT) wird über einen 39,3 m großen Hauptspiegel verfügen. Nach seiner Fertigstellung wird das ELT eine Auflösung von bis zu 0,001 Bogensekunden haben und damit direkte Beobachtungen der Oberflächen extrasolarer Planeten ermöglichen.

Teleskope durchdringen den Weltraum nicht, sondern erfassen und entschlüsseln uralte Photonen, die Milliarden von Lichtjahren zurückgelegt haben. Dank moderner Technologie erweitert die Menschheit schrittweise die Grenzen der kosmischen Beobachtung und entdeckt die Geheimnisse der Entstehung und Entwicklung von Galaxien, Sternen und Planeten.

Herr Quang

Quelle: https://vtcnews.vn/giai-ma-bi-an-cach-kinh-thien-van-nhin-thay-qua-khu-vu-tru-ar972298.html