Festvortrag von Eva Grebel

Die frühen Dichtefluktuationen wuchsen währenddessen, indem sie durch
ihre Schwerkraft aus ihrer Umgebung weitere Materie zu sich zogen. Diese dich-
teren Regionen enthielten dunkle Materie, die nach unserem heutigen Wissen
möglicherweise nur der Gravitation unterliegt, sowie Teilchen der „normalen“
Materie, die zusätzlich der elektromagnetischen Wechselwirkung unterliegt und
prinzipiell Licht aussenden kann (daher auch „sichtbare Materie“ genannt). Im
frühen Universum bestand die normale Materie in erster Linie aus neutralem Was-
serstoffgas und etwa einem Viertel Heliumgas.
Als schließlich in den dichteren Regionen die Temperatur genügend nied-
rig und die Dichte ausreichend hoch war, dass das Gas unter dem Einfluss seiner
Schwerkraft kollabieren konnte, kam es zur ersten Sternentstehung im Univer-
sum. Wann das genau geschah und welche Eigenschaften die ersten Sterne hatten,
ist noch weitgehend unbekannt, da uns hierzu direkte Beobachtungen bislang feh-
len. Es besteht jedoch die Hoffnung, diese geheimnisvolle Epoche der allerersten
Sternentstehung durch einen sehr empfindlichen und leistungsstarken Nahinfra-
rotsatelliten namens „James Webb Space Telescope“, das in einigen Jahren starten
soll, genauer zu erforschen. Aus den Beobachtungen junger Galaxien bei hoher
Rotverschiebung leitet man ab, dass diese erste Sternentstehung möglicherweise
200 Millionen Jahre nach dem Urknall begonnen haben könnte.
4. Galaxienentstehung
Sterne entstehen normalerweise in Gruppen, und die frühen Regionen höherer
Dichte setzen ihr Wachstum fort, indem sie aus ihrer Umgebung weitere Materie
zu sich heranzogen. So bildeten sich die ersten Galaxien, die sich aus Gas, Sternen,
sehr wenig Staub und viel dunkler Materie zusammensetzten. Sie wuchsen also
praktisch auf Kosten ihrer Umgebung, in der sich in den folgenden Jahrmilliarden
immer größere Leerräume bildeten, während die größeren Dichtekonzentratio-
nen durch Verschmelzen mit kleineren Dichtekonzentrationen weiter anwuchsen.
Man spricht hier auch von „hierarchischer Strukturbildung“, bei der sich größere
Strukturen durch das Verschmelzen zahlloser kleinerer Strukturen bilden und so
das „kosmische Netz“ entsteht, in dessen massereichen Knotenpunkten sich ge-
waltige, durch die Schwerkraft zusammengehaltene Konzentrationen sehr vieler
Galaxien, sogenannte Galaxienhaufen, befinden.
Solange Galaxien genügend kaltes, dichtes Gas besitzen, können sie weiter-
hin Sterne bilden. Im optischen und nahinfraroten Wellenlängenbereich domi-
nieren Sterne und leuchtendes Gas die Strahlung der Galaxien; bei noch längeren
Wellenlängen sind es der Staub, der einen Teil der optischen Strahlung der Ster-
ne absorbiert und im Infraroten abstrahlt, sowie kühleres und kaltes Gas, das im
Submillimeter- und Radiobereich strahlt. Der Staub entsteht durch schwerere
Elemente, die im Sterninnern durch Kernfusion gebildet und in den explosiven

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