Galaxienflucht

Im Spektrum von sehr weit entfernten Galaxien beobachtet man auffällige Linienverschiebungen der Spektrallinien gegenüber dem Spektrum einer ruhenden Vergleichsquelle. Auf ähnliche Weise wie bei den Radialgeschwindigkeiten der Sterne müssen diese Linienverschiebungen im Spektrum der Galaxien als radiale Bewegungen interpretiert werden. Sehr weit entfernte Galaxien bewegen sich von uns fort. Diesen Effekt bezeichnet man als Galaxienflucht (Bild 1).

Heute wird die Entdeckung der Galaxienflucht dem amerikanischen Astrophysiker EDWIN POWELL HUBBLE (1889-1953) zugeschrieben - zu Recht, wenn man seine gesamte wissenschaftliche Leistung auf diesem Gebiet berücksichtigt. Allerdings finden sich auch bei einigen Wissenschaftlern vor HUBBLE Hinweise auf die Galaxienflucht. HARLOW SHAPLEY (1895-1972) bemerkte im Jahre 1917, dass die DOPPLER-Verschiebungen (Rotverschiebungen) in den Spektren einiger Spiralnebel ihre radiale Entfernungszunahme von uns anzudeuten scheinen. Allerdings hielt er die Spiralnebel damals noch für Objekte innerhalb unseres Milchstraßensystems.

Dem Wissenschaftler WILLEM DE SITTER (1872-1934) war aufgefallen, dass die lichtschächeren Galaxien eine tendenziell größere Rotverschiebung besitzen, als die helleren Sternsysteme.
Als Erster formulierte aber HUBBLE das nach ihm benannte Gesetz der homogenen Galaxienexpansion, das unter dem Stichwort "HUBBLE-Gesetz" ausführlich dargestellt ist. Das war möglich, nachdem er im Jahre 1929 den linearen Zusammenhang zwischen der Fluchtgeschwindigkeit und der Entfernung der Galaxien andeutungsweise aus seinem Beobachtungsmaterial herausgelesen hatte.

Der HUBBLE-Fluss
An der Galaxienflucht nehmen alle Sternsysteme im Universum teil. Allerdings erkennt man in den Spektren sehr naher Sternsysteme keine Linienverschiebung hin zu größeren Wellenlängen. Sie entfernen sich also nicht von uns oder kommen sogar, wie im Falle des Andromedanebels, auf uns zu. Die Erklärung für diese Beobachtung liefert das Gravitationsgesetz:
Nahe beieinander befindliche Sternsysteme ziehen sich gegenseitig an, sie bilden lokale Strukturen wie Galaxienhaufen oder Mehrfachsysteme, die durch die Galaxienflucht nicht aufgelöst werden (Bild 3). Der Galaxienhaufen, der auch das Milchstraßensystem angehört, ist die sogenannte lokale Gruppe. Als Gesamtsystem nimmt die lokale Gruppe natürlich an der Galaxienflucht teil. Lokal dominiert immer die anziehende Wirkung der Gravitationskraft. Erst in großen Raumbereichen setzt sich der Einfluss der kosmologisch bedingten Galaxienflucht gegenüber der Gravitationswirkung durch.

Zur Beschreibung dieses Phänomens hat man die Bezeichnung HUBBLE-Fluss geprägt. Man sagt, dass sich eine Galaxie, deren radiale Bewegungskomponente auf die Galaxienflucht zurückzuführen ist, im HUBBLE-Fluss befindet. Offenbar müssen Galaxien, die im HUBBLE-Fluss stehen, weit von uns entfernt sein. Hier verbirgt sich ein großes Problem bei der Bestimmung der HUBBLE-Konstanten. Einerseits möchte (und muss) man für gute Entfernungsbestimmungen sehr nahe Galaxien verwenden andererseits müssen sie hinreichend weit von uns entfernt sein, damit sich der HUBBLE-Bewegung keine lokalen Bewegungseffekte überlagern.