Spektrum der Wissenschaft: Herr Professor Tscharnuter, wie muss man sich das Universum vorstellen, als es noch keine Sterne und Galaxien gab?

Professor Tscharnuter: Die früheste Information, die wir vom jungen Universum haben, ist die kosmische Hintergrundstrahlung. Sie stammt aus einer Zeit, zu der sich das Weltall so weit ausgedehnt und abgekühlt hatte, dass sich die im Urknall gebildeten Grundbausteine der Materie zu neutralen Atomen, zu Wasserstoff und Helium, zusammenlagern konnten. Das Wasserstoff- und Heliumgas war erstaunlich homogen im Weltall verteilt. Damals war es finster, denn es gab keine leuchtenden Himmelsobjekte.

Spektrum: Wie konnten aus dieser homogenen Ursuppe die heutigen Strukturen und Himmelskörper entstehen?

Tscharnuter: In der Hintergrundstrahlung gibt es geringe Abweichungen von der Homogenität – in der Größenordnung von einem Hunderttausendstel. Dieselben Fluktuationen muss es in der Materieverteilung gegeben haben. Diese winzigen Dichteunterschiede haben sich im Laufe der Zeit vergrößert. So entstanden filamentartige Strukturen im Universum. An diesen Knoten haben sich lokal die ersten Sterne beziehungsweise Galaxien gebildet.

Spektrum: Konnten sich diese Verdichtungen denn rasch genug bilden?

Tscharnuter: Die Schwerkraft sorgt dafür, dass zufällig vorhandene Verdichtungen weitere Materie aus der Umgebung anziehen. Um aber die beobachtete Strukturbildung im All erklären zu können, muss man annehmen, dass es zusätzlich zur gewöhnlichen Materie noch so genannte kalte, dunkle Materie gibt, die sich nur durch ihre Gravitationswirkung bemerkbar macht.

Spektrum: Wodurch unterscheiden sich beide Materiearten?

Straka: Ein wesentlicher Unterschied ist, dass der Wasserstoff irgendwann Moleküle bildet, dann Energie in Form von St