Vorstoß in die Unendlichkeit

Über 60 verschiebbare Radioteleskope, jedes mit einem Antennendurchmesser von 12 Metern, werden zu einem riesigen Verbund gekoppelt, zu einem Superteleskop, das sich über eine Strecke von der Entfernung Oettingen-Nördlingen ausdehnen lässt.

Almas Mission ist, die Entstehung von Sternen und Planeten zu entschleiern, die ältesten und am weitesten entfernten Galaxien zu erkunden - und den Blick in eine Zeit zu öffnen, als das Licht im Kosmos geboren wurde.

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In die Tiefe von Raum und Zeit

Begonnen hat diese Entdeckungsreise in die Tiefe von Raum und Zeit bereits vor rund 400 Jahren: genau gesagt am 30. November 1609. In jener Nacht trat ein Professor der Mathematik im norditalienischen Padua hinaus in den Garten seines Hauses, führte ein Bleirohr mit zwei Glaslinsen ans Auge und schaute - auf den Mond.

Es war Galileo Galilei. Als der Mann den Garten wieder verließ, war der Himmel für die Menschen ein anderer geworden. Denn er tat etwas Revolutionäres: Er traute nicht mehr seinen Augen, sondern seinem Instrument. Er sah Berge und Täler auf dem Mond, sah den Jupiter von vier Trabanten umkreist, und der mysteriöse Schleier der Milchstraße löste sich durch sein Fernrohr in unzählige einzelne Sterne auf. So wie das kurz zuvor entwickelte Mikroskop die Welt im Kleinen erschloss, verschärfte und erweiterte nun das Teleskop den Blick ins Universum. Plötzlich war der Himmel ein Objekt der Forschung.

In der Geschichte der Astronomie, vom ersten Linsenteleskop bis zum computergesteuerten Hightechteleskop, ging es in erster Linie immer um zwei Dinge: Man wollte weiter ins All hinausblicken. Und man wollte dabei besser und schärfer sehen.

Fast in der Sackgasse

Kaum mehr als sechs Jahrzehnte nach Galileis revolutionärem Fernblick ans Firmament drohte die Teleskoptechnik in einer Sackgasse zu enden. Denn Linsen, die einwandfreie Farbqualitäten lieferten, umso größer sie geschliffen wurden, sind von der Herstellung eine sehr heikle Sache. Aus dieser Schwierigkeit heraus entstand ein völlig neuer Instrumententyp, das Spiegelteleskop. Das erste einsatzfähige Gerät dieser Art baute im Jahr 1668 ein damals noch unbekannter Mathematiker: Isaac Newton. In seinem knapp 30 Zentimeter langen, röhrenförmigen Instrument wurde das einfallende Licht durch einen gekrümmten Hauptspiegel gebündelt, auf einen kleineren Fangspiegel zurückgeworfen und von dort aus auf ein seitlich angebrachtes Okular gelenkt.

Der Linsenbau, zunächst die Bastelei von Optikern, wurde zunehmend zur Wissenschaft, und als man im Jahr 1897 an der Uni von Chicago ein gigantisches Linsenteleskop errichtete, war dies eine Zeit lang das Größte der Welt am Yerkers Observatorium. Das Fernrohr hatte eine zwei Tonnen schwere Doppellinse mit einem Durchmesser von 101,6 Zentimetern und konnte 30 000-mal so viel Licht einfangen wie das menschliche Auge.

Neue Techniken

Noch größere Glaslinsen aber ließen sich nicht bauen, sie hätten sich unter ihrem eigenen Gewicht verformt. Spiegel jedoch müssen kein Licht hindurchlassen und können daher von hinten gestützt werden. Ab Mitte des 19. Jahrhunderts waren neue Techniken verfügbar, aus versilbertem Glas hoch reflektierende Präzisionsspiegel zu bauen.

So wurde 1918 auf dem Mount Wilson, nahe Los Angeles, ein Teleskop eingeweiht, das über einen zweieinhalb Meter großen Hauptspiegel verfügte. Das Instrument konnte schon 150 000-mal mehr Licht sammeln als das menschliche Auge und hätte aus 4000 Kilometer Entfernung noch eine Kerzenflamme entdecken können. So kamen die ersten Galaxien außerhalb der Milchstraße in unser Blickfeld. Es wurden danach immer größere Spiegel erbaut.

Eines der faszinierendsten Hightechteleskope ist indes ein hochfliegender Himmelsspäher: das Weltraumteleskop "Hubble". Im Jahr 1990 wurde es in eine Umlaufbahn gebracht, die etwa 600 Kilometer über der Erdoberfläche liegt. Es sendet seither Bilder vom Kosmos in noch nie vorher bekannter Präzision. So lieferten die Hubble-Beobachtungen einen wesentlichen Beitrag zu der Schätzung, dass das Universum aus etwa 100 Milliarden Galaxien besteht. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts hatten die meisten Astronomen angenommen, es bestehe aus einer einzigen, nämlich der unseren.

Außerhalb der Atmosphäre

Eigentlich arbeitet das Hubble-Teleskop, das mit einem 2,4 Meter großen Hauptspiegel ausgerüstet ist und neben UV- und Infrarotstrahlung vor allem sichtbares Licht einfängt, ähnlich wie ein irdisches Teleskop. Der Vorteil von Hubble ist aber, dass es außerhalb der Erdatmosphäre arbeitet und nicht unter den störenden Bildverzerrungen leidet, die die Luft verursacht.

Mittlerweile hat man die sogenannte "Adaptive Optik" entwickelt, die solche Bildverzerrungen automatisch korrigiert. Dabei wird das von Riesenteleskopen eingefangene Licht auf einen kleinen computergesteuerten Spiegel gelenkt, der sich je nach Art und Ausmaß der Bildstörung blitzschnell an Hunderten Stellen verformt und dadurch den atmosphärischen Verzerrungen entgegenwirkt.

Durch solche Teleskope aber blickt schon lange kein Astronom mehr. Statt dessen gelangen die Lichtwellen zu einem Chip, der die zum Teil stundenlangen Belichtungszeiten weiter zur Bildverarbeitung und somit zum Computer übermittelt. Es gibt mittlerweile erdgebundene Großteleskope, die 8 und 10 Meter große Spiegeldurchmesser haben und die in 30 000 km Entfernung noch zwei Autoscheinwerfer als separat getrennte Punkte unterscheiden könnten.

Und wenn man bedenkt, dass mehrere solcher Riesenteleskope noch zusammengeschaltet werden können zu einem noch größeren Instrument, man nennt diese Methode dann Interferometrie, dann ist es gut möglich, dass die Reise in die unermesslichen Weiten des Kosmos erst richtig beginnt.