Ich würde Ihnen gerne als Darsteller die gesamte Geschichte des Universums vom Anfang bis zum Ende erzählen,
dabei habe ich nur eine halbe Stunde, es wird also kurz.
So, vielen Dank für die Einladung, hierher zu kommen und diese erstaunliche Geschichte zu erzählen.
Die Astronomen haben tatsächlich enorme Fortschritte gemacht und viele Dinge, über die ich berichten werde,
sind immer noch Vermutungen.
Viele Dinge sind wahrscheinlich nicht wahr, aber das finden Sie später heraus,
wir alle finden das heraus, wenn darüber diskutiert wird.
Die Astronomen beschäftigen sich also jetzt mit der Frage, wie wir hierher kamen.
Wie uns Jack und Etta berichtet haben, sind wir sehr an den Ursprüngen des Lebens interessiert.
Astronomen haben dabei den leichteren Part, glaube ich, wir stehen vor der Herausforderung,
das physische Universum zu erklären, das zu den Bedingungen führte, durch die Leben hier auf dem Planeten Erde entstehen konnte.
Wir haben die Geschichte des Urknalls, wir haben die Geschichte über die Entstehung der Galaxien aus dem Ursprungsmaterial.
Wie sich Galaxien mit der Zeit verändern, wie Sterne innerhalb der Galaxien entstehen,
wie Planeten um die Sterne herum entstehen können.
Und schließlich, wie die Bedingungen für das Leben hier und vielleicht an vielen anderen Orten entstanden sein könnten.
So arbeiten wir als Astronomen am Teil mit dem physischen Universum und dann sagen wir, OK, jetzt seid Ihr Biologen an der Reihe.
Als Erstes möchte ich Ihnen daher das sich ausdehnende Universum zeigen.
Im Jahre 1929 wurde dieses Diagramm von Edwin Hubble angefertigt.
Er stellt hier jede Galaxie grafisch als Punkt dar.
Eine Galaxie besteht, wie Sie wissen, aus 100 Milliarden Sternen, die sich um einander drehen.
Auf der horizontalen Achse liegt die geschätzte Entfernung, auf der vertikalen Achse die Geschwindigkeit,
die er aus der Dopplerverschiebung abgeleitet hat.
Aus diesem Diagramm von 1929 ergibt sich sofort der Schluss, dass sich das Universum ausdehnt.
Die am weitesten entfernten Galaxien entfernen sich von uns mit Geschwindigkeiten,
die beinahe proportional zur Entfernung sind, was bedeutet, dass man das ungefähre Alter des Universums berechnen kann,
indem man die Entfernung durch die Geschwindigkeit teilt.
Damals hatte er aber falsche Schätzungen der Entfernung, daher ergab sich für uns eine zeitlang
ein sehr verwirrendes Bild und das Universum schien jünger zu sein als die ältesten Objekte darin.
Es dauerte mehrere Jahrzehnte, diesen Fehler zu korrigieren, aber immerhin wurde er korrigiert.
Jetzt gibt es also diese Geschichte, die wir das Hubble’sche Gesetz nennen, sie ist nicht nur eine Theorie, sie ist Gesetz.
Und nebenbei, 1929 entdeckte man auch, dass die Weltwirtschaft zusammenbrechen könnte.
Man tut gut, sich daran zu erinnern, dass dies das Jahr ist, in dem entdeckt wurde,
dass sich das ganze Universum ausdehnen könnte.
1929 war das eine große Überraschung.
Ich zeige Ihnen Bilder einiger Leute, die sich damit beschäftigten.
In der Mitte hier sehen Sie Albert Einstein, und das ist der Mann, der uns erzählte, dass Raum und Zeit nicht absolut,
sondern miteinander vermischt seien, um spezielle Relativität zu ergeben.
Spezielle Relativität ist ein Satz an Formeln, der erklärt, wie es möglich ist,
dass die Lichtgeschwindigkeit eine Konstante bildet, egal, ob wir uns selbst fortbewegen oder nicht.
Und es stellt sich heraus, dass dies die einmalige Lösung dieses speziellen Problems ist.
1916 verallgemeinerte er diese Theorie und schloss die Schwerkraft mit ein, und er behauptete,
dass Raum und Zeit durch die Wirkung der Schwerkraft gekrümmt seien.
Und dies ermöglichte es uns zum ersten Mal, die Schwerkraft in einem unendlichen Universum zu berechnen,
denn seine Gleichungen sind Differentialgleichungen und nicht nur das, was uns Isaac Newton gegeben hatte.
Als Isaac Newton über das Problem der Schwerkraft im Universum nachdachte, war das Ergebnis Unendlichkeit.
Daher war es nicht möglich, zu einer endgültigen Schlussfolgerung zu kommen,
aber Isaac Newton war sich bereits darüber im Klaren, dass es ein Problem gab.
1929 war das immer noch eine Überraschung.
Jetzt möchte ich Ihnen von der Arbeit der beiden Männer hier links berichten,
Alexander Friedman wandte Einsteins Gleichungen 1922 an und sagte:
„Ich glaube, das Universum dehnt sich aus“, und er gab uns die richtigen Gleichungen, um das zu beschreiben.
Er starb 1925 und erlebt daher nicht mehr mit, dass er Recht hatte.
1927 leitete George Lemaitre hier, ein Mathematiker und belgischer Priester,
der in seiner belgischen Priesterrobe neben Einstein steht, dieselben Gleichungen her und sagte:
„Ich nenne das ein ursprüngliches Atom." Und in beiden Fällen sagte Einstein,
dies sei zwar mathematisch korrekt, aber Physik sei nun mal abscheulich.
Er war sich also ziemlich sicher, Einstein meine ich, dass sich das Universum unmöglich ausdehnen könne.
Wie kam er darauf?
Nun, er fragte seine Freunde und seine Freunde sagten, jeder wisse, dass sich das Universum nicht ausdehnt.
Daher führte Einstein eine Integrationskonstante in seine Gleichungen ein,
die wir heute kosmologische oder Lambda-Konstante nennen, und seine Vorstellung war,
dass die Lambda-Konstante eine abstoßende Kraft sei,
die der durch die Gravitation hervorgerufenen Anziehungskraft entgegen wirken würde.
Also war Einstein sehr überrascht, als sich 1929 herausstellte,
dass diese Konstante im sich ausdehnenden Universum nicht nötig war,
und er musste sich dafür entschuldigen, dass er so unfreundlich gewesen war,
und dafür, dass er einen großen Fehler begangen hatte, den er angeblich seinen größten Schnitzer nannte.
Das also geschah Anfang des 20. Jahrhunderts.
Mitte des 20. Jh. war George Gamow, der hier gezeigt wird, ein ukrainischer Physiker,
der zum Arbeiten in die Vereinigten Staaten kam.
Nach Kriegsende wussten die Menschen weit mehr über nukleare Reaktionen und waren in der Lage,
die Prozesse, die im frühen Universum stattgefunden haben sollten, zu berechnen.
So sagten Sie:
„Was wäre, wenn wir die Eigenschaften des Urknalls berechneten“.
Sie konnten sagen, wir wissen, welche Reaktionen stattgefunden haben sollten,
die Reaktionsrate der Neutronen mit den Protonen konnte geschätzt werden und die Lebensspanne des Neutrons war bekannt,
so wurde klar, dass aus dem Ursprungsmaterial in den ersten paar Minuten Wasserstoff und Helium hervorgegangen sein sollte.
Und danach wären die Neutronen verschwunden, und der kosmische Reichtum an Wasserstoff und Helium
ergab sich in den ersten paar Minuten des sich ausdehnenden Universums.
Er behauptete weiter, dass das Universum voller Strahlung sei, kosmische Mikrowellenstrahlung,
mit einer Temperatur von ein paar Grad, ungefähr 5 Grad über dem absoluten Nullpunkt.
Und das konnte zu jener Zeit nicht gemessen werden.
Es wäre sehr schwer zu messen gewesen.
Jetzt wissen wir, dass es für einen entschlossenen Gymnasiasten möglich ist,
diese mit einer Ausrüstung aus Fernsehempfängern zu messen.
1948, als sie diese Dinge berechneten, war es nicht möglich.
Man gab sich alle Mühe, aber sie konnte nicht gemessen werden,
bis sie 1965 von zwei der heute hier anwesenden Nobelpreisträger, Arnold Penzias und Bob Wilson, entdeckt wurde,
und so war die Entdeckung dieser kosmischen Strahlung, wie sich herausstellt, eine Riesenüberraschung,
obwohl einige Leute bereits Jahrzehnte zuvor darüber nachgedacht hatten.
Und ich weise darauf hin, dass diese Strahlung unglaublich hell ist, obwohl sie für uns schwer zu messen ist
– sie beläuft sich auf ungefähr 1 Mikrowatt pro Quadratmeter – in dieser Größenordnung,
sie ist sehr hell und tatsächlich, wenn Sie Ihren Fernseher auf einen Empfang zwischen den Kanälen einstellen,
stammen rund 1 % des Schneegrieselns, das Sie dann im Fernseher sehen, aus dem All, stammen aus der Urknallstrahlung selbst.
Wenn Sie also wüssten, was Sie da sehen, würden Sie sagen:
„ Aha, jetzt verstehe ich den Urknall!“.
Ich habe hier zwei weitere Bilder.
Links unten sehen Sie Alpher und Herman.
Sie arbeiteten mit George Gamow und waren diejenigen, die 1948 diese Berechnungen tatsächlich anstellten.
Hier sehen Sie sie, wie sie zum Start ihres Satelliten erschienen,
der eine weit genauere Messung vornahm und den Nobelpreis einbrachte.
Rechts haben wir Sunjajew und Peebles, zwei moderne Theoretiker.
Das ist eine kleine Erinnerung daran, dass kein Theoretiker bisher einen Preis für den Urknall gewonnen hat,
aber bereits viele Beobachter.
Ich möchte darauf hinweisen, dass aus dem Hubble’schen Gesetz, der geraden Linie in diesem Diagramm, folgt,
dass es kein messbares Zentrum oder keinen messbaren Rand des Universums gibt.
Sie könnten fragen, „nun, ich sehe wie sich all diese Galaxien von uns hier auf der Erde entfernen,
folgt daraus nicht, dass wir uns im Zentrum befinden?"
Und die Schlussfolgerung aus der Berechnung hier ist,
dass jeder dieser Astronomen schließen würde, dass er oder sie sich im Mittelpunkt des Universums befindet.
Daher gibt es keinen Mittelpunkt, den wir bestimmen könnten.
Die Astronomen waren natürlich viele Generationen sehr damit beschäftigt,
nach einem Mittelpunkt oder Rand Ausschau zu halten, aber wir haben keinen gefunden.
Es gibt natürlich eine praktische Grenze.
Wir können nicht weiter sehen als bis zur Zeit, die uns zugeteilt wurde,
wenn wir hier seit 13,7 Milliarden Jahren existiert haben, heißt das,
Sie können 13,7 Milliarden Lichtjahre in jede Richtung sehen und das ist die äußerste Entfernung die wir sehen können,
denn wir schauen zurück auf den Anfang, wenn wir die am weitesten entfernten Dinge betrachten.
Wir schauen in der Zeit zurück, wenn wir ferne Objekte betrachten.
Daher ist es eine praktische Tatsache, dass es einen kleinen Teil des Universums gibt, den wir sehen können,
und dass es darüber hinaus vermutlich noch viel mehr Universum gibt, das wir nicht sehen können,
weil wir noch nicht lange genug existieren.
Um es ganz deutlich zu machen, wir stellen uns vor, dass es Ursprungsmaterial gab.
Möglicherweise unendlich in Ausdehnung, möglicherweise auch nicht.
Ein kleiner Teil davon begann, sich durch einen merkwürdigen und bizarren quantenmechanischen Prozess auszudehnen.
Eine der großen Herausforderungen in der modernen Physik ist es, diese anfängliche Periode der Zeit zu verstehen,
von der wir glauben, dass damals Quantenmechanik und Gravitation
zu einer Art Quantengravitationstheorie verschmolzen sein mussten.
Und bis jetzt gibt es noch keine erfolgreiche Theorie.
Viele Leute beschäftigen sich noch damit.
Auf jeden Fall begann Materie nicht nur, sich bei der Ausdehnung von anderer Materie zu entfernen,
sondern unsere Vorstellung ist, dass sich der Raum selbst ausdehnt.
Nun, der Raum ist nicht notwendigerweise eine Substanz, wir wissen nicht, was Raum und Zeit an sich tatsächlich sind,
aber vielleicht erhalten wir durch eine Theorie der Quantengravitation eine bessere Vorstellung davon.
Auf jeden Fall begann das frühe Universum, sich mit exponentiell wachsender Geschwindigkeit auszudehnen.
Es verdoppelte seine Größe ca. 100 Mal in einem sehr, sehr kurzen Augenblick der Zeit
und führte zum sich ausdehnenden Universum von heute.
Jetzt sagen wir, gut, wir sehen uns um und wir erkennen keine Ausdehnung unseres lokalen Universums.
Das Sonnensystem dehnt sich nicht aus, die Galaxie dehnt sich nicht aus, nahe gelegene Galaxien entfernen sich nicht allesamt.
Was also hat die Nicht-Ausdehnung unseres lokalen Teils möglich gemacht?
Wir können wir existieren, wenn sich das ganze Universum ausdehnt?
Die Vorstellung ist, dass einige Teile des frühen Universums dichter waren als andere
und sie deshalb genug Selbstanziehung durch ihre eigenen Gravitationskräfte hatten, um der Ausdehnung entgegenzuwirken.
Und so lautet die Geschichte, die anfängliche Materie muss leicht inhomogen gewesen sein, einige Teile dichter als andere,
sodass die Gravitation die Ausdehnung in diesen Volumina stoppen, die Materie zurückfallen
und Sterne und Galaxien entstehen lassen konnte.
Natürlich haben wir nach der Entstehung eines Sterns all die Kernreaktionen innerhalb des Sterns,
aus denen die anderen Elemente hervorgehen.
Wie zuvor bereits erwähnt, gab es nur Wasserstoff und Helium nach dem Urknall,
woher kamen also die chemischen Elemente, aus denen das Leben besteht?
Sie stammen aus Sternen, die…, früheren Generationen von Sternen,
die ihr Kernmaterial verbrannt haben und dann explodiert sind und die chemischen Elemente zurück in den Weltraum verteilt haben.
Wir selbst sind also wieder aufbereitetes Material aus dem Inneren von Sternen.
Wenn Sie morgens in den Spiegel schauen und die chemischen Elemente des Lebens sehen, sollten Sie daran denken,
dass es diese beim Urknall nicht gab.
Sie wurden erst im Inneren der Sterne gebildet.
So können Sie sich also jeden Morgen mit Kosmologie beschäftigen, während Sie sich mit Ihrer Kosmetik beschäftigen.
Ich habe hier einen kurzen Graphen, um die frühe Geschichte des Universums zusammenzufassen,
wir haben ein anhand von Mikrowellen gemessenes Bild des Urknalls.
Nach unserer Vorstellung bildeten sich die Galaxien durch Verschmelzung kleiner Objekte zu großen Objekten.
Genau wie viele kleine Bäche zusammenkommen, um große Flüsse zu bilden.
Unten links sehen Sie ein Bild unserer großen Nachbargalaxie, dem Andromedanebel,
den Sie mit einem Fernglas ganz gut erkennen können.
Er ist ungefähr so groß wie der Vollmond, nur nicht annähernd so hell.
So am Anfang haben wir eine Geschichte, die… , der Urknall wurde von unserem amerikanischen Karikaturisten Calvin and Hobbs
in „Horrendous Space Kablooie (Schreckliches Weltraumratazong)" umbenannt.
Mir gefällt dieser Name tatsächlich besser als Urknall, denn er lässt vermuten,
dass etwas Seltsames mit dem Raum selbst vor sich geht.
Es ist mit der Vorstellung kompatibel, dass es eine Inflation gibt und der Raum selbst sich ausdehnt.
Da wir nicht wissen, was Raum ist, ist das ein bisschen kompliziert, aber es ist eine andere Perspektive.
Das Ursprungsmaterial gab uns also die chemischen Elemente Wasserstoff und Helium,
rief das Universum mit seiner Ausdehnung ins Leben und gab uns die dunkle Materie, was wichtig ist.
Wir würden ohne dunkle Materie nicht existieren.
Und das alles geschah vor 13,75 Milliarden Jahren mit einem sehr kleinen Fehlerbalken.
Wir befinden uns jetzt im Zeitalter der Präzisionskosmologie.
Ich erwähnte zuvor, dass die Heliumkerne, die in den ersten paar Minuten entstanden…,
dann dehnte sich das Universum aus und kühlte sich ab, als es etwa 389 000 Jahre alt war,
die Elektronen fanden die Atomkerne und das überwiegend aus Gasen bestehende Material wurde neutral.
Davor war es undurchsichtig wie ein Plasma und danach war es neutral
und die Protonen der Hintergrundstrahlung konnten sich zu uns ausbreiten.
Das Universum wurde transparent.
So hypothetische Ereignisse auf dem Diagramm, die erste Sternengeneration,
stellen wir uns als von der Sonne sehr verschieden und viel massereicher vor,
sie wären sehr schnell ausgebrannt, in nur ein paar Millionen Jahren.
Dann bildeten sich Galaxien und dann, am Ende hier, auf das ich deute,
begann vor ungefähr 5 Milliarden Jahren das Universum erneut, sich zu beschleunigen und schneller und schneller zu werden.
Das ist die Riesenüberraschung des letzten Jahrzehnts in der Astronomie, und es deutet ein wenig an,
was am Ende des Universums geschehen könnte.
Wir erkennen jetzt, dass das Universum beschleunigt und immer schneller wird, was bedeutet,
dass in ein paar Milliarden Jahren die entfernten Galaxien so weit weg sein werden,
dass die meisten für uns nicht mehr sichtbar sind.
Ihre Rückzugsgeschwindigkeit wird weiter zunehmen und in 100 Milliarden Jahren oder so werden beinahe alle unsichtbar sein.
Nicht nur die Sterne werden erlöschen, auch die Galaxien werden zu weit entfernt sein, als dass wir sie noch sehen könnten.
Wir haben also ein paar Milliarden Jahre, bevor wir umziehen müssen.
Die Grafik verdeutlicht ganz kurz, warum wir so viel über die Mikrowellenhintergrundstrahlung sprechen.
Sie ist ein starker Überrest der Ursprungsmaterie, sie ist eine Materie, die wir sehr genau in jeder Richtung messen können,
und rechts im Bild sehen Sie eine der Raumsonden, die derzeit dort draußen die Strahlung misst.
Und die Eigenschaften der Mikrowellenstrahlung erwiesen sich als äußerst informativ.
Ich habe keine Zeit, ins Detail zu gehen.
Ich möchte Ihnen aber ein Bild des ersten Satelliten zeigen, der zur Messung dieser Strahlung gebaut wurde:
das war der Satellit COBE (kurz für Cosmic Background Explorer).
Bei mir entstand die Idee aus dem Scheitern meines Doktorarbeitsprojekts,
das aus dem Versuch bestand, die kosmische Hintergrundstrahlung mithilfe einer Ballon-Nutzlast zu messen.
Die Ballon-Nutzlast scheiterte aus einer Reihe von Gründen und ich schloss daraus,
dass das Thema viel zu schwierig sei und ich das Thema aufgeben würde.
Ein paar Monate später jedoch bemühte sich die NASA um Vorschläge für Satellitenmissionen und ich sagte zu meinem Berater,
das Projekt meiner Doktorarbeit war kein Erfolg, aber es hätte vom Weltraum aus sehr viel besser geklappt.
Wir hatten keine Ahnung, wie schwierig das Projekt sein würde, aber hier ist es, es wurde 15 Jahre später gestartet.
Und hier ist es, wie es ein Künstler im Weltraum sehen würde.
Dabei waren Instrumente, um die Mikrowellenstrahlung zu messen und um nach dem Licht der ersten Galaxien Ausschau zu halten.
Ich werde Ihnen nur ein paar Dinge daraus zeigen.
Hier ist das Spektrum der Mikrowellenstrahlung.
Die Frequenz der Wellen, die Zyklen pro Zentimeter auf der horizontalen Achse, die Helligkeit in vertikaler Richtung.
Sie sehen, dass all die kleinen Kästchen genau auf der Kurve liegen,
wie das auch sein sollte, wenn die Urknalltheorie korrekt ist.
Wir erhielten deshalb stehenden Applaus, als wir das der Astronomischen Gesellschaft zeigten.
Ich war etwas überrascht, denn ich wusste, das war die richtige Antwort.
Die Astronomen waren versammelt.
Sie waren sehr besorgt gewesen, dass dies…, dass sich die Urknalltheorie als falsch erweisen könnte.
Das war also eine enorme Erleichterung für die Leute.
Dieses kleine Bild findet sich jetzt in allen Lehrbüchern.
Unsere zweite Entdeckung bestand aus diesem Satz Karten des Himmels, wir wollen uns auf die Ellipse unten im Bild konzentrieren.
Dies ist eine Karte, nachdem alle bekannten lokalen Auswirkungen herausgefiltert wurden,
und die Flecken, die Objekte auf der Karte, sind die Schwankungen in der Ursprungstemperatur.
Die winzigen Schwankungen in der Temperatur der Mikrowellenstrahlung von einem Ort zum anderen.
Wie sich herausstellt, sind die kälteren Regionen auf dieser Karte diejenigen, die im frühen Universum dichter waren,
und dies sind die Volumina, aus denen die Galaxien und Galaxienhaufen hervorgehen werden.
Und die hellen Regionen, die rosafarbenen, sind diejenigen, die sich als leer erweisen werden.
Dort zieht die Gravitation die Materie weg.
Stephen Hawking sah dieses Bild.
Er sagte, dies sei die wichtigste wissenschaftliche Entdeckung des Jahrhunderts, wenn nicht aller Zeiten.
Ich nahm seine lobenden Worte dankbar an, aber natürlich gab es, glaube ich, noch ein paar andere Entdeckungen.
Andererseits, wenn es diese Flecken nicht gäbe, würden wir nicht existieren, so vielleicht ist es tatsächlich wichtig.
Es sind Jahre vergangen, es gibt jetzt viele Aktivitäten zur Erklärung der Statistik dieser Objekte, die Sie in den Karten sehen.
Und dies ist eine theoretische Kurve,
die zur Bestimmung bis hin zu einem Prozent Genauigkeit vieler kosmologischer Parameter verwendet und interpretiert wird.
Ich habe keine Zeit, die Details zu erklären, aber ich wollte gerne zeigen,
dass man aus den Formen dieser Objekte in der Mikrowellenkarte jede Menge lernen kann.
Nun, die Zeit ist kurz, daher gehe ich auch sonst auf keine Details ein.
Dies ist ein Bild von drei Leuten, die entdeckten, dass sich das Universum beschleunigt,
und wir nannten den Grund dieser Beschleunigung Dunkle Energie.
Nun, das bedeutet, dass wir keine Ahnung haben, was das ist.
In ein paar Jahren hat vielleicht jemand eine korrekte Beschreibung, aber jetzt im Moment ist es nur eine Bezeichnung.
Es bleiben noch ein paar Geheimnisse für uns über, Astronomen würden sagen, wir wissen, dass es nur Materie im Universum gibt.
Es gibt keine Antimateriegalaxien.
Teilchenphysiker wollen wissen, warum das wahr ist.
Ich sagte bereits, dass es da draußen dunkle Materie gibt, viel mehr als es Atome und Moleküle gibt.
Die Frage lautet, was ist die dunkle Energie, was ist sie tatsächlich, mehr als nur ein Name?
Jeder möchte von den Astronomen wissen, hat Einstein recht mit seiner Relativität?
Und natürlich sind wir damit beschäftigt, diese zu testen, aber wir haben noch keinen endgültigen Beweis.
Und wir würden selbstverständlich gerne die Fragen nach unserer eigenen Geschichte beantworten.
Wie entstand die Erde und wie kam es zu all den Umständen, die das Leben hier ermöglichen?
Sind wir die einzigen Lebewesen im Universum?
Ist es möglich, gibt es die natürlich nur entfernte Möglichkeit, mit anderen Lebewesen zu kommunizieren,
und natürlich in Bezug auf unsere eigene Geschichte, was passiert als Nächstes?
Astronomen verfolgen jetzt den Infrarotbereich der Beobachtungen im Weltraum.
Ich zeige Ihnen das Projekt, an dem ich gerade arbeite.
Wir würden sehr gerne in der Lage sein, die Infrarotstrahlung aus dem Weltall zu erforschen.
Und das ist ein sehr schwieriges Projekt, da Infrarotstrahlung die Erdatmosphäre nicht sehr gut durchdringt,
und da Teleskope ihre eigene Infrarotstrahlung emittieren.
Auf der anderen Seite ist sie aus genau demselben Faktor interessant,
aus dem Objekte bei Zimmertemperatur Infrarotstrahlung abgeben.
Ihr Körper emittiert ca. 500 Watt an Infrarotstrahlung, so wie wir hier im Saal sitzen.
Das Teleskop, an dem wir derzeit bauen, wird das James-Webb-Weltraumteleskop genannt, benannt nach dem Mann bei der NASA,
der die Mondflüge organisierte, und das mit Erfolg.
Dieses Teleskop wird in Zusammenarbeit europäischer und kanadischer Weltraumagenturen mit meiner Agentur, der NASA,
in den Vereinigten Staaten gebaut.
Wir sind beim Bau, der vor 15 Jahren begann, schon ein gutes Stück vorangekommen.
Dieses Teleskop, das Sie hier sehen, sieht nicht wie ein gewöhnliches Teleskop aus.
Es ähnelt mehr einem Sonnenenergiebündler.
Stellen Sie es sich als Bündler galaktischer Energie vor, der Licht aus dem entfernten Universum bündelt
und durch den riesigen sechseckigen Parabolspiegel auf den Instrumentenkasten unten konzentriert.
Das große blaue System, das Sie unten sehen, ist ein Schirm, eine Sonnenblende,
um das Teleskop vor der Sonne und der Erde zu schützen, damit es auskühlen kann.
Das Teleskop arbeitet bei einer Temperatur von etwa 40 °K und es ist auch viel größer als die Rakete.
Sie erkennen, dass es eine Struktur und nicht nur eine Röhre ist, ich habe kein Video für Sie,
aber es klappt sich nach der Freigabe durch die Ariane-5-Rakete aus.
Und mit etwas Glück hoffen wir, es 2014 zu starten.
Ich werde Ihnen einfach ein paar der wissenschaftlichen Themen zeigen, die wir damit hoffentlich angehen werden.
Ich wollte sicherstellen, dass wir alle lernen, wie man das Teleskop ausrichtet.
Wie Sie alle wissen, war das Hubble-Weltraumteleskop nach seinem Start fehlerhaft und wurde von Astronauten repariert.
Unser Teleskop wird viel weiter entfernt sein, eine Million Meilen von der Erde entfernt und es kann nicht repariert werden.
Wir müssen es auf Anhieb richtig machen, daher üben wir.
Wir haben dieses kleine Modell und dann bringen wir das Teleskop, das wir fliegen lassen werden,
in diese riesige Testkammer in Houston, Texas, in der die Apollo-Astronauten übten, sich im Vakuum aufzuhalten.
Ein paar Dinge, die ich über unser wissenschaftliches Programm zeigen möchte.
Eine bemerkenswerte Entdeckung ist die, wie es uns Einstein vorausgesagt hatte, dass die Schwerkraft das Licht krümmen kann.
Sie können in der rechten oberen Ecke des Bildes kaum erkennen, dass sich dort ein rosafarbener Bogen befindet,
und der rosafarbene Bogen ist in Wirklichkeit das Bild einer sehr weit entfernten Galaxie,
das durch die Gravitationsfelder dieser anderen Galaxien, die Sie im Bild sehen, vergrößert und verzerrt wurde.
So hilft uns Einsteins Gravitation sogar noch weiter ins entfernte Universum hinauszusehen.
Wir sind in der Lage zu verstehen, wie sich Galaxien bildeten, nicht, indem wir sie dabei beobachten, sondern durch Simulation.
Unten rechts sehen wir eine Computersimulation, die einen Moment lang dem Bild echter Galaxien entspricht
– man sieht sie in der Mitte und oben – und dann sehen Sie was geschieht, wenn Galaxien zusammenstoßen.
Bei der Verschmelzung ändern sie ihr Aussehen völlig.
Übrigens nähert sich uns der Andromedanebel und wird das in ungefähr 5 Milliarden Jahren mit unserer Galaxie machen.
Diese Projekte liegen vor uns.
Gelegentlich werden wir Sterne explodieren sehen.
Dies ist ein Bild, und rechts sehen Sie das Bild eines Sterns,
der in den nächsten paar Hunderttausend Jahren ziemlich nahe bei uns explodieren wird.
Links sehen Sie ein Konzept wie das vor sich gehen könnte.
Überdies haben wir so etwas in der Art schon geschehen sehen.
Nun, das ist selten, aber wahrscheinlich wie die ersten Sterne im Universum als sie explodierten.
Ab und zu explodiert ein Stern und ein Strahl aus Materie kommt heraus und zielt auf uns.
Dieser Materiestrahl bewegt sich beinahe mit Lichtgeschwindigkeit und ab und zu, wenn er in unsere Richtung zielt,
bekommen wir einen Ausbruch an Gammastrahlung ab, der für etwa 2 Sekunden anhält.
Und man erkannte erst in den letzten paar Jahren, dass dies die Quellen dafür sind.
Das sind Sterne, die am Rande des Universums explodieren und zufällig auf uns gerichtet sind.
Wir können diese Gammastrahlungen empfangen.
Alle diese Dinge sind Mysterien, denen wir nachgehen und die wir versuchen werden, zu verstehen.
Ein anderes, näheres Ziel für uns ist der Adlernebel.
Wenn wir das Licht etwas dimmen könnten, wäre das bei diesen Bildern hilfreich, wenn das schnell genug geht.
Auf jeden Fall ist das ein sehr berühmtes Bild vom Hubble-Weltraumteleskop und es zeigt…,
könnten wir den Saal etwas abdunkeln, bitte…, Sie sehen diese wundervollen Bilder einer sternbildenden Region.
Sterne wurden in diesen dunklen Materialwolken geboren und selbst das Hubble-Teleskop kann nicht hineinsehen,
denn die dunklen Staubwolken sind undurchsichtig.
Nun, wenn Sie Infrarotlicht einsetzen können,
können Sie durch dieses staubige rote Material da drinnen hindurchsehen und erkennen, wo Sterne gerade geboren werden.
Wir haben die Chance, viel mehr über das Entstehen von Sternen wie die Sonne zu erfahren,
wenn wir nahe gelegene Wolken betrachten, in denen das gerade geschieht.
Jack hat zuvor schon erwähnt, dass wir jetzt in der Lage sind, Aufnahmen von Planeten um andere Sterne herum zu machen,
und wir haben hier ein Bild, das das veranschaulicht.
Wir haben schließlich Hunderte Ziele, vielleicht sogar Tausende, und die Chance,
was ich jetzt in der nächsten Grafik zeigen werde, etwas über die Chemie der Atmosphäre dieser Planeten herauszufinden.
Der Film zeigt einen Planeten, der sich vor einen entfernten Stern bewegt, und Sie sollten sich vorstellen,
dass ein kleines bisschen Sternenlicht auf seinem Weg zu unseren Teleskopen durch die Atmosphäre dieses Planeten hindurch geht.
Das bedeutet, wir können eine Spektroskopie machen,
wir können die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre eines anderen Planeten dadurch bestimmen.
Und wir brauchen dazu kein Teleskop, das ein eigenes Bild dieses Planeten macht, wir können dazu ein Teleskop verwenden,
das einfach nur die Veränderung des Lichts beobachtet, während der Planet ein wenig Sternenlicht abfängt.
Ab und zu tritt auch das Gegenteil davon ein, der Planet wird durch diesen Stern verdunkelt,
und beides wurde bereits mit Teleskopen im All aufgenommen.
Mit unserem neuen Teleskop hoffen wir auf noch bessere Aufnahmen.
Es ist nicht wahrscheinlich, dass unser Teleskop in der Lage sein wird,
das bei einem erdähnlichen Planeten um einen sonnenähnlichen Stern herum zu machen,
aber vielleicht eine zukünftige Generation von Sternwarten, die eigens für diesen Zweck gebaut werden.
Wir sollten in der Lage sein zu erfahren, ob ein Planet um einen anderen Stern herum
eine Atmosphäre wie die Erde mit Sauerstoff aufweist, und das wäre ein Hinweis darauf, dass dort Leben existiert.
Es gibt ein kleines Taschenbuch, das herausgegeben wurde, das unsere Geschichte zusammenfasst,
und das ist bei Amazon.com erhältlich.
Und natürlich gibt es jede Menge Webseiten, die die allgemeinen Informationen unserer Geschichte vermitteln.
Auf jeden Fall vielen Dank, dass Sie der Geschichte des Universums gelauscht haben und die Mysterien zu schätzen wissen,
vor denen wir immer noch stehen.
(Applaus).