Im aktuellen Jahrzehnt kommt die Wissenschaft näher und näher an den Urknall heran: Spätestens seit der Inbetriebnahme des James-Webb-Teleskops wird es zunehmend möglich, die ersten Galaxien und Sterne zu beobachten. Häufig sind dann in den Medien Entfernungsangaben zu lesen, die schnell für Verwirrung sorgen: Ein Objekt ist X Lichtjahre von uns entfernt, sein Licht war aber Y Jahre auf dem Weg zu uns? In diesem Artikel wollen wir uns über die verschiedenen Entfernungsbegriffe Gedanken machen, die bei größeren und größten Distanzen verwendet werden.

Fangen wir zum Vergleich in unserer Nachbarschaft an: Die allermeisten Himmelsobjekte, die wir nachts ohne nennenswerte Hilfsmittel bestaunen können, liegen innerhalb der Milchstraße. Der Abstand zu den Plejaden wird mithilfe einiger geometrischer Messungen allgemein auf rund 450 Lichtjahre geschätzt. In dieser Entfernung spielen kosmologische Effekte noch keine Rolle, auch die Eigenbewegung ist im Vergleich zur Reisezeit des Lichts vernachlässigbar – wir können also (im Rahmen der Messunsicherheiten, die die Entfernungsbestimmungen mit sich bringen) ohne Probleme behaupten, dass das Licht der Plejaden rund 450 Jahre lang zu uns auf dem Weg war.

Erheblich kniffliger wird es, wenn wir ins andere Extrem gehen: Um hier Distanzen bestimmen zu können, macht man sich einen Effekt zunutze, der als kosmologische Rotverschiebung bezeichnet wird: Durch die Expansion des Universums werden die Wellenlängen aller Photonen mit der Zeit gedehnt – das Licht wird umso röter, je länger es sich durch den Raum bewegt. Bei den am weitesten entfernten Objekten ist die Rotverschiebung, die durch einen sogenannten z-Wert charakterisiert wird, oft die einzig zuverlässige Messgröße in puncto Entfernung. Alle weiteren Angaben sind daraus abgeleitet und stark vom verwendeten kosmologischen Modell abhängig: Je nachdem, welche Annahmen über die Ausdehnung und Beschaffenheit des Universums getroffen werden, ändern sich auch die berechneten Entfernungsangaben dramatisch.

Ein Beispiel soll dies demonstrieren: Der Stern Earendel wurde 2022 vom Hubble-Weltraumteleskop in einer Gravitationslinse entdeckt. Mit seiner Rotverschiebung von z=6.2 ist er aktuell der Stern mit der größten bekannten Entfernung. Mit dem derzeit gängigsten Modell des Universums kann man damit eine Lichtlaufzeit von 12,8 Milliarden Jahren berechnen. Auf seiner Reise vom Stern zu uns hat sich der Raum aber erheblich ausgedehnt – womit wir auch schon zum Begriff der mitbewegten Entfernung kommen: Die damalige Position des Sterns ist zum heutigen Zeitpunkt bereits ca. 27,8 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. So paradox es klingt: Auch Entfernungen sind von der Zeit abhängig.

Ähnlich verhält es sich mit dem Rand des beobachtbaren Universums: Das Alter des Universums wird nach dem gegenwärtigen Stand der Forschung mit 13,8 Milliarden Jahren angegeben – länger kann also auch Licht nicht zu uns unterwegs sein. Der Beobachtungshorizont liegt allerdings bei 46,6 Milliarden Lichtjahren – wiederum wegen der Expansion des Weltalls.