Der Abstand der Absorptionslinien verschiedener chemischer Elemente hängt von der so genannten Feinstrukturkonstanten ab. Das ist eine fundamentale Naturkonstante, die ? wie man glaubte ? genau wie etwa die Lichtgeschwindigkeit immer und überall den gleichen Wert hat.
Die Forscher verglichen die gemessenen Abstände der Absorptionslinien mit Labormessungen. Das Ergebnis war eine Überraschung: Die entsprechenden Abstände stimmten nicht exakt überein. Erklären können Barrow und Webb diese Abweichung, wenn sie annehmen, dass die Feinstrukturkonstante vor 11 Milliarden Jahren ? als das Licht die weitest entfernten Staubwolken passierte ? um 0,7 Tausendstel Prozent kleiner war als heute.
Das Brisante an dieser Entdeckung: Die Feinstrukturkonstante bestimmt die Stärke der Kräfte zwischen Elektronen und Protonen. Durch diese Kräfte werden wiederum die Atome zusammengehalten. Das gilt aber nicht für beliebig große Werte der Feinstrukturkonstanten. Wenn die Feinstrukturkonstante weiter anwächst, werden irgendwann in der Zukunft alle Atome im Universum zerfallen.
Doch zusammen mit seinen Kollegen João Magueijo und Håvard Sandvik vom Imperial College in London gibt Barrow jetzt Entwarnung. Die Forscher haben Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie so erweitert, dass sie die zeitliche Entwicklung der Feinstrukturkonstanten mit einschließt.
Ihre Theorie ergibt nun, dass die Feinstrukturkonstante sich während der ersten 300.000 Jahre nach dem Urknall ? vor etwa 13 Milliarden Jahren ? kaum veränderte. Danach erhöhte die Feinstrukturkonstante langsam ihren Wert ? bis vor etwa fünf Milliarden Jahren, also bis zu dem Zeitpunkt, als das Universum anfing, seine Ausdehnung zu beschleunigen. Seitdem bleibt die Feinstrukturkonstante tatsächlich konstant.
Damit steht die Theorie der drei Forscher in Einklang mit der Entdeckung des “natürlichen Kernreaktors” in der Oklo-Region im heutigen Gabun. 1972 war dort in einer Uranerzmine Uran entdeckt worden, das einen ungewöhnlich geringen Anteil an spaltbarem Material enthielt. Man konnte nachweisen, dass in dieser Mine vor 1,8 Milliarden Jahren auf natürliche Weise eine Kernspaltung in Gang geraten war, die etwa eine Million Jahre andauerte. Aus den geochemischen Daten des Materials in der Mine kann man schließen, dass sich die Feinstrukturkonstante in den letzten 1,8 Milliarden Jahren um nicht mehr als 0,01 Tausendstel Prozent geändert hat.
