Dunkle Ära

Die Dunkle Ära (Dark Ages) des Universums bezeichnet die Epoche zwischen der Freisetzung der kosmischen Hintergrundstrahlung (380.000 Jahre nach dem Urknall) und der Bildung der ersten Sterne (etwa 100–200 Millionen Jahre nach dem Urknall). In dieser Zeit gab es im Universum keine leuchtenden Objekte, nur neutralen Wasserstoff und Helium, die sich langsam unter dem Einfluss der Schwerkraft verdichteten.

Während dieser Phase begann die Dunkle Materie, das Gerüst des Kosmischen Netzes aufzubauen. In den dichtesten Regionen akkumulierte Gas, bis die ersten Protosterne kollabieren konnten. Die Dunkle Ära endete mit dem sogenannten kosmischen Morgengrauen (Cosmic Dawn), als die ersten Population-III-Sterne zündeten, massereiche Sterne aus reinem Wasserstoff und Helium ohne schwere Elemente.

Die Dunkle Ära ist experimentell schwer zugänglich. Die beste Beobachtungsmethode ist die 21-cm-Wasserstofflinie, deren Rotverschiebung direkt in die Dunkle Ära hineinreicht. Das EDGES-Experiment behauptete 2018 ein Signal bei Rotverschiebung z ≈ 17, was allerdings kontrovers diskutiert wird. Zukünftige Radioteleskope wie das Square Kilometre Array (SKA) sollen die Dunkle Ära erstmals systematisch kartieren.

Gerade weil aus der Dunklen Ära kein Sternenlicht stammt, ist sie die letzte große unerforschte Epoche der kosmischen Geschichte. Während das James Webb Space Telescope inzwischen bis zu den allerersten Galaxien zurückblickt, liegt die noch frühere, lichtlose Phase jenseits seiner Reichweite, denn dort gab es schlicht nichts zu sehen außer kaltem Wasserstoffgas. Die einzige Botschaft aus dieser Zeit ist die 21-Zentimeter-Strahlung des neutralen Wasserstoffs, ein extrem schwaches Radiosignal, das heute auf Meterwellenlängen rotverschoben bei uns ankommt und vom Rauschen unzähliger irdischer und galaktischer Störquellen fast vollständig überdeckt wird. Genau das macht den Nachweis so schwierig und das umstrittene EDGES-Signal so heiß diskutiert. Sollte es gelingen, dieses Flüstern zuverlässig zu messen, eröffnete sich ein direkter Blick darauf, wie die Dunkle Materie ihr Gerüst spann und wie aus völliger Gleichförmigkeit die ersten Verdichtungen wurden. Das Square Kilometre Array könnte damit ein Kapitel der Universumsgeschichte aufschlagen, das bisher nur in Computersimulationen existiert.