Wer früher einen Röhrenfernseher auf einen leeren Kanal drehte, sah dieses graue Flimmern aus tanzenden Punkten und hörte das typische Zischen. Was kaum jemand ahnte: Ungefähr ein Prozent dieses Rauschens stammt nicht von der Erde, sondern aus der Frühzeit des Universums. Es ist Strahlung, die rund 380.000 Jahre nach dem Urknall entstand — und seit über 13 Milliarden Jahren unterwegs ist, bis sie in der Antenne landete.
Stimmt das wirklich?
Ja, und die Zahl ist erstaunlich konkret. Physiker beziffern den Anteil der kosmischen Hintergrundstrahlung am Rauschen eines nicht eingestellten Analog-Fernsehers auf grob ein Prozent. Der Rest kommt von menschgemachten Funksignalen, von der Sonne, von elektrischen Störungen im Gerät selbst und von anderen Himmelsquellen.
Der Wert lässt sich sogar überschlagen: Die Hintergrundstrahlung hat heute eine Temperatur von etwa 2,7 Kelvin, also rund minus 270 Grad Celsius. Die warme Umgebung einer Antenne liegt bei etwa 300 Kelvin. Das Verhältnis von 2,7 zu 300 ergibt ungefähr jenes eine Prozent — den winzigen kosmischen Beitrag im thermischen Grundrauschen.
Warum ist das so?
Kurz nach dem Urknall war das Universum ein heißes, dichtes Plasma. Licht kam darin nicht weit, weil es ständig an freien Elektronen gestreut wurde — der Kosmos war undurchsichtig wie dichter Nebel. Erst als die Temperatur nach etwa 380.000 Jahren unter rund 3.000 Grad fiel, fingen Elektronen und Atomkerne sich zu neutralen Atomen. Schlagartig konnte das Licht ungehindert fliegen. Genau dieses erste freie Licht ist die kosmische Hintergrundstrahlung.
Seither hat sich das Universum enorm ausgedehnt, und mit ihm wurden die Lichtwellen langgezogen. Aus dem einst glühend hellen Leuchten wurde durch diese Streckung Mikrowellenstrahlung — dieselbe Wellenlänge, mit der auch alte Antennen und Empfänger arbeiten. Deshalb schnappt eine Fernsehantenne einen kleinen Rest davon auf und mischt ihn ins sichtbare Bildschnee-Muster.
Noch verrückter: Zwei Forscher und ihr Taubenproblem
Entdeckt wurde die Strahlung 1964 eher aus Versehen. Die Physiker Arno Penzias und Robert Wilson wollten mit einer großen Hornantenne der Bell Labs im US-Ort Holmdel eigentlich Radiosignale messen. Doch ein leises, gleichmäßiges Rauschen ließ sich einfach nicht wegbekommen — es kam aus allen Richtungen, zu jeder Tages- und Jahreszeit.
Die beiden verdächtigten zunächst Tauben, die in der Antenne nisteten, und entfernten deren Hinterlassenschaften akribisch. Das Rauschen blieb. Erst als sie von einer Physikergruppe um Robert Dicke und James Peebles an der Universität Princeton erfuhren, dämmerte ihnen die Wahrheit: Sie hatten das Nachglühen des Urknalls gefunden, das genau diese Forscher theoretisch vorhergesagt hatten. 1978 bekamen Penzias und Wilson dafür den Physik-Nobelpreis.
Übrigens: Bei modernen Digitalfernsehern funktioniert das Kunststück nicht mehr. Sie zeigen bei fehlendem Signal ein schwarzes oder blaues Bild statt des flimmernden Schnees, weil die Elektronik das schwache Rauschen herausrechnet. Das kosmische Echo war ein Geschenk der alten Analogtechnik.
Verwandte Fakten
- Die kosmische Hintergrundstrahlung ist die älteste beobachtbare Strahlung überhaupt — ein direkter Blick auf das Universum, wie es als Baby aussah.
- Ihre winzigen Temperaturschwankungen von wenigen Millionstel Grad sind die Keimzellen, aus denen später Galaxien und Sternhaufen wuchsen.
- Weltraumteleskope wie COBE, WMAP und Planck haben diese Strahlung so präzise vermessen, dass daraus das Alter des Universums von rund 13,8 Milliarden Jahren folgt.
Quellen
- scinexx.de — „Echo des Urknalls?“ (Entdeckung, Temperatur 2,7 Kelvin, Penzias & Wilson)
- Spektrum der Wissenschaft — „Was erzeugt das Rauschen im Radio und den Schnee auf dem Fernsehbildschirm?“
- Forbes / Starts With A Bang (E. Siegel) — Anteil von rund 1 % am Analog-TV-Rauschen
- Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) — „Bildschirmflimmern durch kosmische Hintergrundstrahlung“
Häufige Fragen
Wie viel vom Fernseh-Rauschen ist wirklich kosmische Strahlung?
Ungefähr ein Prozent des Schnees auf einem nicht eingestellten Analog-Fernseher stammt aus der kosmischen Hintergrundstrahlung. Der Rest kommt von Funksignalen, der Sonne und dem Gerät selbst.
Was ist die kosmische Hintergrundstrahlung?
Es ist das erste Licht, das rund 380.000 Jahre nach dem Urknall frei durch das Universum fliegen konnte. Durch die Ausdehnung des Alls wurde es zu Mikrowellenstrahlung mit heute etwa 2,7 Kelvin gestreckt.
Warum zeigen moderne Fernseher dieses Rauschen nicht mehr?
Digitalfernseher rechnen schwaches Rauschen heraus und zeigen bei fehlendem Signal ein schwarzes oder blaues Bild. Nur die alte Analogtechnik machte das kosmische Echo als flimmernden Schnee sichtbar.
Wer hat die Hintergrundstrahlung entdeckt?
Arno Penzias und Robert Wilson stießen 1964 mit einer Hornantenne der Bell Labs zufällig darauf. 1978 erhielten sie dafür den Physik-Nobelpreis.
Wie alt ist die kosmische Hintergrundstrahlung?
Sie entstand rund 380.000 Jahre nach dem Urknall und ist damit über 13 Milliarden Jahre alt — die älteste beobachtbare Strahlung im Universum.