Warum es nachts dunkel ist – die ganze Wahrheit.

Klar wird es nachts dunkel. Weil die Sonne nicht scheint. Kalt wirds auch noch. Zumindest für uns. Das ist aber nicht die ganze Wahrheit. Die Antwort auf eine einfache Frage berührt die Grundlagen des Universums.

Die Dunkelheit des Nachthimmels erscheint wie eine banale und selbstverständliche Tatsache. Der Astrophysiker Andreas Müller zeigt auf dem Youtube-Channel von „Urknall, Weltall und das Leben“, dass dieses Phänomen eigentlich erstaunlich ist und eine ganze Menge über unser Universum verrät.

Das Paradoxe daran ist eine Frage, die der Arzt und Astronom Heinrich Wilhelm Olbers im 19. Jahrhundert gestellt hat. Erstaunlicherweise ist die Sonne ja nicht der einzige leuchtende Planet in unserem Universum. Doch wenn es auch in der Nacht unendlich viele Sterne in einem riesengroßen Kosmos gibt, die alle leuchten, warum ist es dann überhaupt irgendwo dunkel? Als achtes von 16 Kindern könnte Olbers auch anderes zu tun gehabt haben als solche Fragen zu stellen, aber diese Frage ging nun als Olberssches Paradox in die Forschung ein.

Liegt es an der Entfernung?

Ein Antwortversuch lautet, naja, die Sterne wie Sirius, Aldebaran, die Plejaden sind ja sehr weit weg. Die Sonne etwa 150 Millionen Kilometer, der nächste Stern ist Proxima Centauri, allerdings schon 4,24 Lichtjahre weg, umgerechnet etwa zehn Billionen Kilometer. Noch dazu sind sie im Vergleich zur Sonne klein und strahlen daher über eine geringere Oberfläche ab. Wären wir in einer Umlaufbahn um Proxima Centauri, wäre der Feuerball am Himmel nur ein Fünfzigstel etwa der Sonne und würde nur mit etwa einem Prozent der Leuchtkraft strahlen. Demgegenüber gibt es allerdings über 400 Milliarden Sterne in unserer Milchstraße, da sollte sich doch etwas aufsummieren.

Gute Strahlkraft

Das Gas in der Sonne ist neben Helium vor allem Wasserstoff. Wenn es sehr heiß wird, was in der Sonne ja mit ungefähr 15 Millionen Grad Celsius der Fall ist, fusioniert es zu Helium, dehnt es sich aus und gibt Strahlung ab. Da sich die Sonne auch noch dreht, vor allem an ihrem Äquator mit hoher Geschwindigkeit, gibt es viel Material, das fliehen möchte. Allein die Schwerkraft der Sonne hält sie zusammen.

Die Helligkeit beziehungsweise die Strahlung, die die Sonne abgibt, wird durch ihre Oberfläche begrenzt. Mehr geht nicht. Diese begrenzte Strahlung verteilt sich aber im Umfeld der Sonne auf eine viel größere Fläche. Wenn die Sonne fünf Pfeile in alle Richtungen abschießen würde, sind diese Pfeile nahe bei der Sonne noch nahe beieinander, je weiter sie jedoch in den Raum fliegen, desto mehr Raum kommt auf einen einzigen Leuchtpfeil. Daher wird das Licht von einer Lichtquelle immer weniger. Wenn ich doppelt so weit weg bin von einer Lichtquelle, kommt bei mir nur noch ein Viertel der Helligkeit an. Wenn ich aber statt einer Kerze 400 Milliarden Kerzen habe, wird das problemlos ausgeglichen. Die Nacht müsste nach wie vor hell sein.

Andererseits könnte auch Staub im Universum die Strahlung verschlucken. Jedoch ist Strahlung auch Energie, der Staub könnte dadurch angeregt werden und sie wieder abgeben. Also am Staub um einen Stern herum scheint es auch nicht zu liegen, dass es in der Nacht dunkel ist.

Die dunkle Vergangenheit des Universums

Nach dem Urknall gab es nicht sofort Sterne. Die Materie musste sich erst zusammenballen. Da die Zeit des Universums endlich ist, gibt es auch nicht unendlich viele Sterne. 100 Millionen Jahre nach dem Urknall war es erstmal zappenduster. Es haben sich erst langsam einige Sterne gebildet. Dann expandiert das Universum. Also das Licht von allen Sternen, die existieren, verteilt sich auf eine immer größer werdende Fläche. Das Licht legt eine größere Strecke zurück, wird weniger, rötet sich und wird dunkler. Das ist die Rotverschiebung im Universum. Und die Antwort auf unsere Frage.

Dass sich die Milliarden Lichtquellen im Universum nicht aufsummieren, liegt nicht an ihrer Größe oder an ihrer Entfernung oder der abnehmenden Lichtintensität. Es liegt an der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit, der Endlichkeit des Universums und der Sterne und an der Rotverschiebung dadurch, dass das Universum sich ausdehnt. Und das macht es immer dunkler. Also raus und die kosmisch sehr seltenen Strahlen einer großen nahen Sonne genießen.

Kurz und knapp

• Es gibt Milliarden von Sternen im Universum. Warum ist bei so vielen Leuchtkörpern unsere Nacht dennoch dunkel?
• Es gibt nicht unendlich viele Sterne, viele sind klein und kurzlebig
• das Universum breitet sich aus: Begrenzte Lichtquellen verteilen sich auf immer größer werdende Räume
• die begrenzte Lichtgeschwindigkeit mindert die Strahlung über die Jahre