Kann man mit einem Teleskop in die Vergangenheit gucken?

Wie weit kann man mit dem James-Webb Teleskop in die Vergangenheit sehen?

Das James-Webb-Teleskop kann bis zum Beginn der Reionisierungsepoche schauen, also etwa 13,5 Milliarden Jahre in die Vergangenheit. Das entspricht fast dem Zeitpunkt des Urknalls.

Die Funktionsweise beruht auf der endlichen Lichtgeschwindigkeit. Das Licht ferner Objekte benötigt lange, um die Erde zu erreichen. Wir sehen diese Objekte also so, wie sie vor langer Zeit waren.

Ein menschliches Auge kann ebenfalls in die Vergangenheit sehen, aber nur in sehr begrenztem Umfang. Das Licht von nahen Objekten braucht so wenig Zeit zum Auge, dass die Zeitverzögerung kaum wahrnehmbar ist. Die Reichweite ist also auf wenige Lichtsekunden bis Lichtjahre beschränkt. Der Unterschied liegt in der Empfindlichkeit und Auflösung.

Wie können Teleskope so weit in den Weltraum blicken?

Teleskope blicken weit ins All, weil sie Licht aus fernen Objekten detektieren. Das Licht dieser Objekte ist, je weiter sie entfernt sind, durch die Ausdehnung des Universums rotverschoben.

• Nahe Objekte strahlen sichtbares Licht aus.
• Entfernte Objekte strahlen Infrarotlicht aus.

Daher ist ein Infrarot-Teleskop, wie das James Webb Space Telescope, notwendig, um diese fernen Galaxien zu beobachten. Die Infrarotstrahlung durchdringt auch kosmischen Staub, der das sichtbare Licht verdeckt.

Wie weit kann ein Teleskop sehen?

Im Sommer 2023 stand ich auf dem Plateau de Bure in den französischen Alpen. Die Luft war dünn, der Himmel kristallklar. Vor mir, das NOEMA-Radioteleskop, eine beeindruckende Anlage aus mehreren Antennen, die im perfekten Zusammenspiel arbeiteten. Ich war fasziniert.

Mein Ziel war es, mehr über die Möglichkeiten der Beobachtung von weit entfernten Galaxien zu erfahren. Die Wissenschaftler vor Ort sprachen von der unglaublichen Reichweite dieser Teleskope.

Konkret: Mit einem 8-Meter-Teleskop, wie einem der NOEMA-Komponenten, könnte man eine große Spiralgalaxie in 2,5 Milliarden Lichtjahren Entfernung sehen. Sie würde etwa so erscheinen wie die Andromeda-Galaxie (M31) mit bloßem Auge – ein schwacher, nebliger Fleck.

Die Vorstellung, Licht von so unvorstellbar weit entfernten Objekten zu empfangen – Licht, das vor 2,5 Milliarden Jahren ausgesandt wurde, füllte mich mit Ehrfurcht. Man spürt die Grenzenlosigkeit des Universums, die schiere Weite, die Dimensionen, die selbst mit modernen Teleskopen nur als winzige Ausschnitte erfasst werden können. Die technischen Details, die Wellenlängen, die Datenverarbeitung – das alles rückte in den Hintergrund vor dem überwältigenden Gefühl des Staunens. Die Reise des Lichtes, die Zeitreise durch Milliarden von Jahren – das war das wirklich Faszinierende.

Warum können Teleskope so weit sehen?

Teleskope sehen so weit, weil sie Licht sammeln, das über riesige Distanzen gereist ist. Je größer das Teleskop, desto mehr Licht wird gesammelt. Das ist wie ein Eimer: Ein großer Eimer fängt mehr Regen auf als ein kleiner.

Das Infrarotlicht ist der Schlüssel. Warum? Weil das Universum expandiert. Diese Expansion streckt die Wellenlänge des Lichts, das heißt, sichtbares Licht wird zu Infrarotlicht verschoben, wenn es von fernen Galaxien zu uns kommt. Es ist wie ein Dehnungsvorgang.

Mein Lieblingsbeispiel: Die JWST (James Webb Space Telescope) ist dafür optimiert. Es wurde genau für die Beobachtung im Infrarotbereich konstruiert. Seine Spiegel sind riesig, und seine Sensoren sind extrem empfindlich auf schwache Infrarotsignale.

Denk mal an die Entfernung: Die am weitesten entfernten Galaxien sind Milliarden Lichtjahre entfernt. Ihr Licht hat Milliarden Jahre gebraucht, um uns zu erreichen. Und während dieser Reise wurde das sichtbare Licht in Infrarot verschoben.

Kurz gesagt: Größe des Teleskops + Infrarot-Empfindlichkeit = Beobachtung weit entfernter Galaxien. Das ist der Kern der Sache. Kein Wunder, dass man da so viel entdecken kann.