Für sehr weit entfernte Objekte (d.h.: Himmelsobjekte mit Entfernungen jenseits von einer Milliarde Lichtjahren), funktioniert keine der andern Methoden zur Entfernungsbestimmung mehr. Beobachtungen alleine helfen jetzt nicht mehr weiter. Die Astronomen müssen jetzt die Urknall-Theorie zur Hilfe nehmen. Diese Theorie stützt sich auf die Entdeckung von Edwin Hubble, dass sich das Universum ausdeht.

Im Jahre 1929 gab Edwin Hubble bekannt, dass sich fast alle Galaxien von uns entfernen. Er hatte entdeckt, dass sich sich das Universum ausdehnt und dass sich alle Galaxien daher voneinander entfernen. Diese Entdeckung macht sich als Rotverschiebung im Spektrum der Galaxien bemerkbar. Diese Rotverschiebung war stärker ausgeprägt bei lichtschwachen - d.h. vermutlich weiter entfernten - Galaxien. Hubble schloss daraus, dass sich eine Galaxie um so schneller von der Erde entfernt, je weiter sie von uns Entfernt ist. Das kannst Du auch in den oberen Diagrammen sehen. Die Geschwindigkeit einer Galaxie kann man wie folgt berechnen:

Hier ist v die Geschwindigkeit, mit der sich die Galaxie von der Erde entfernt (auch fluchtgeschwindigkeit genannt). d ist die Entfernung der Galaxie und H ist die sogenannte Hubble-Konstante. Diese Gleichung bezeichnet man auch als das Hubble'sche Gesetz.

Der genaue Wert der Hubble-Konstante ist immer noch nicht genau bekannt, aber die Astronomen vermuten, dass sie in der Grössenordnung von etwa 65 km/Sekunde pro Megaparsec liegt. Das Megaparsec ist eine Entfernungseinheit. Ein Megaparsec sind etwa 3,26 Million Lichtjahre. Die oben genannte Formel sagt aus, dass sich eine Galaxie, die genau ein Megaparsec von uns entfernt ist, mit einer Geschwindigkeit von 65 km/Sekunde von uns entfernt. Eine Galaxie, die 100 mal weiter entfernt ist (d = 100 Megaparsec), würde sich auch 100 mal schneller von uns entfernen (v = 6500km/Sekunde). Daher sagt man auch, dass die Hubble-konstante die Geschwindigkeit angibt, mit der sich das Universum ausdehnt.

Um die Entfernung eines Objekts zu bestimmen, brauchen wir nur seine Fluchtgeschwindigkeit zu kennen. Diese Geschwindigkeit kann man recht einfach mit Hilfe des Doppler-Effekts messen. Dazu nimmt man das Spektrum einer entfernten Galaxie auf. Aus der Verschiebung der Linien können die Astronomen die Fluchtgeschwindigkeit dieser Galaxie berechnen. Setzt man diesen Wert für die Geschwindigkeit in die oben genannte Gleichung ein, so erhält man die Entfernung der Galaxie. Beachte bitte, dass diese Art der Entfernungsbestimmung von Beobachtungen (Verschiebung der Spektrallinien) und einer Theorie (das Hubble'sche Gesetz) abhängt. Sollte sich das Hubble'sche Gesetzt mal als falsch herausstellen, dann sind alle Entfernungen, die man mit seiner Hilfe bestimmt hat, Unsinn. Die meisten Astronomen glauben aber, dass das Hubble'sche Gesetz zuverlässige Entfernungsangaben für grosse Bereiche des Universums liefert.

Wir sollten jedoch nicht vergessen zu erwähnen, dass bei sehr grossen Entfernungen Einsteins Theorie Abweichungen vom Hubble'schen Gesetz vorhersagt. Diese Abweichungen hängen davon ab, wieviel Masse im Universum vorhanden ist. Trägt man in einem Diagramm die Fluchtgeschwindigkeit gegen die Entfernung auf, bekommt man fuer "kleine" Entfernungen eine Gerade. Treten Abweichungen von der Gerade auf, so erlaubt das den Astronomen wichtige Rückschlüsse über das Vorhandensein der sogenannten "dunklen Materie".

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