Ich kann die Wissenschaftler beziehungsweise die PR-Abteilungen der Forschungseinrichtungen ja verstehen, dass sie den Wunsch haben, ihre Ergebnisse mit ein bisschen Pep präsentieren und unter die Öffentlichkeit bringen wollen. Besonders dann, wenn es sich um eine Arbeit handelt, die den unbestritten ein wenig sperrigen und wenig inspirierenden Titel “Galaxy And Mass Assembly (GAMA): Panchromatic Data Release (far-UV|far-IR) and the low-z energy budget” (pdf) trägt. Aber ob man dann wirklich gleich mit dem “Langsamen Tod des Universums” kommen muss? Das ist fast schon ein wenig zu dramatisch und fordert Missverständnisse gerade zu heraus.

Das klingt nach Weltuntergang und im Prinzip stimmt das ja auch. Aber eben nicht so, wie man vielleicht denkt. Es geht um einen Katalog. Kataloge erscheinen vielleicht langweilig, sind aber fundamental wichtig für die Astronomie. Das gilt auch für den Galaxy And Mass Assembly (GAMA) Katalog, mit dem sich die die Arbeit über das “sterbende Universum” beschäftigt. Bei GAMA geht es erstmal darum, möglichst viele Galaxien zu beobachten. Das ist den beteiligten Astronomen auch gelungen; in der nun veröffentlichten Version enthält GAMA Daten von 200.000 Galaxien. Aber es handelt sich um viel mehr als einen reinen Galaxien-Katalog. Man hat hier Beobachtungen verschiedenster Teleskope kombiniert die in verschiedensten Wellenlängenbereichen (insgesamt 21) gemacht worden sind.

Galaxie aus dem GAMA-Katalog in unterschiedlichen Wellenlängen beobachtet (Bild: ICRAR/GAMA and ESO)

Galaxie aus dem GAMA-Katalog in unterschiedlichen Wellenlängen beobachtet (Bild: ICRAR/GAMA and ESO)

Bei der Auswertung der Daten kommt eine weitere Besonderheit der Astronomie dazu: Da das Licht nicht unendlich schnell unterwegs ist, sondern “nur” 300.000 Kilometer pro Sekunde schafft, dauert es entsprechend lange, bis es von fernen Galaxien zu uns gelangt. Weit entfernte Galaxien zeigen uns als, wie es in der Vergangenheit des Universums ausgesehen hat und GAMA ermöglicht es zu untersuchen, wie sich das Universum im Lauf der Zeit verändert hat.

Die Astronomen haben insbesondere untersucht, wie viel Strahlung von den einzelnen Galaxien zu uns gelangt. Und dabei gezeigt, dass die Gesamtmenge der Strahlung abnimmt, je älter das Universum wird. Die meiste Energie stammt direkt vom Urknall selbst; damals entstand ja alles, was heute vorhanden ist. Die Materie, zu der sich die Energie kurz nach dem Urknall gewandelt hat, wurde irgendwann zu Sterne, die sich zu Galaxien zusammengefügt haben und ihrerseits in ihrem Inneren durch Kernfusion neue Strahlung produzieren. Natürlich nicht aus dem Nichts, sondern durch die Umwandlung von Materie. Die Strahlung bewegt sich dann durch das Weltall, trifft auf den Staub zwischen den Sternen, das Material zwischen den Galaxien und ab und zu mal auch auf einen Teleskopspiegel auf der Erde. So oder so wird ein Teil der Strahlung absorbiert und “verschwindet” quasi.

Aus den GAMA-Daten haben die Astronomen nun die sogenannte Cosmic Spectral Energy Distribution (CSED) bestimmt. Die repräsentiert – vereinfacht gesagt – den Energie-Output einer großen Region im Universum bzw. die Menge der Lichtteilchen, die dort kürzlich produziert worden sind. Sie haben berechnet, wie viele Lichtteilchen in Sternen produziert werden und wie viele vom Material zwischen den Sternen absorbiert werden. Die Gesamtenergie muss natürlich erhalten bleiben, aber die Wellenlängen des Lichts verändern sich dabei. Und da GAMA Daten in allen möglichen Wellenlängenbereichen enthält, kann man solche Untersuchungen dort leicht durchführen. Bei der Analyse der Daten zeigt sich, das im Universum immer weniger Energie produziert wird.

Das ist keine revolutionäre neue Erkenntnis, sondern etwas, was man schon länger gewusst bzw. vermutet hat. Aber mit den GAMA-Daten hat man das nun eben auch im Detail bestätigt und vor allem kann man mit dem Katalog nun auch im Detail die kosmologische Vergangenheit und Zukunft des Universums untersuchen. Aber wie auch immer das Ende des Universums aussehen wird: Es ist auf jeden Fall noch genug Zeit (und ich spare mir zu sagen, wie viel Zeit das genau ist, denn die Zahlen sind so enorm groß, dass man sich darunter sowieso nichts vorstellen kann).

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Kommentare (23)

  1. #1 frank quednau
    11. August 2015

    In einem Artikel den ich heute dazu las hieß es, dass sich der Energieoutput binnen 2 Milliarden Jahren um die Hälfte reduziert hätte. Das ist dann schon beeindruckend, wenn man das mit dem Alter unseres Sonnensystems vergleicht…

  2. #2 mathias
    11. August 2015

    Kann man das auch als eine Art “Halbwertszeit” (~2 Gyr) für die Photonenemission des Universums betrachten?

  3. #3 Johannes
    Hamburg
    11. August 2015

    Ich finde den Titel, den die Forscher gewählt haben sehr poetisch. Zumindest, wenn man ihn ruhig und langsam liest. Für den eiligen Leser klingt “Das langsame sterben des Universums” sicher ziemlich daher geschrien. Ich mag den Titel.

  4. #4 Braunschweiger
    11. August 2015

    Letztlich ist das Universum vergleichbar mit einer pyrotechnischen Mischung, die in einer Explosion viel Energie erzeugt und deren Rest liegen oder schweben bleibt und erkaltet. Bei einem Böller dauert die interessante Phase mit der starken Energieerzeugung vielleicht eine Millisekunde, und bis zum letzten Erkalten vergehen möglicherweise 10 Sekunden. Beim Universum laufen die Prozesse quasi in Zeitlupe ab, und wir sind noch vor der Mitte. Und es ist nicht nur ein chemischer Prozess, sondern aus Energie entstand alles und vergeht dorthin auch wieder.

    Das Universum ist ein Knaller, und während es seinen Knall durchzieht, ist das Leben darauf angewiesen alle seine Dinge zu tun, sich zu entwickeln, zu blühen und wieder zu vergehen. Wir sind ein Nebenprodukt im Verglühen eines feurigen Funkens…
    — Poetisch genug? :-)

  5. #5 dgbrt
    11. August 2015

    Das Universum besteht jetzt und auch in weiter Zukunft im Wesentlichen aus Wasserstoff. Unsere Sonne besteht zu mehr als 90% aus Wasserstoff und wenn die in 5 Mrd. Jahren am Ende explodiert ist davon immer noch das Meiste übrig.

    Zu Beginn gab es gehäuft sehr große Sterne, Lebensdauer irgendwo bei 100 Mio. Jahren. Das war alles nicht besonders lebensfreundlich. Und als die dann gestorben sind haben die fast den ganzen Wasserstoff wieder in den Weltraum gepustet. Daraus haben sich dann neue, und meist kleinere, Sterne gebildet.

    Es gibt eine schöne Zahl, die die Lebenserwartung des bekannten Universums beschreibt: 10 hoch 100 Jahre und die Zahl heißt Googol. Der Name Google leitet sich übrigens von diesem Begriff ab. Und es hat mal jemand bei Günther Jauch damit die Millionenfrage richtig beantwortet.

  6. #6 PDP10
    11. August 2015

    @Braunschweiger:

    “Wir sind ein Nebenprodukt im Verglühen eines feurigen Funkens…
    – Poetisch genug? :-)

    Yep! :-)

  7. #7 Johannes
    12. August 2015

    @Braunschweiger: wunderschön

  8. #8 Jens Philip Höhmann
    Wuppertal
    12. August 2015

    Vielleicht ist die Geschichte des Universums auch fraktal. Es sind drei “Generationen” von Quarks und Leptonen bekannt, und allgemein kann man sagen “je schwerer, desto kleinräumiger und kurzlebiger”. Wer kann mit Sicherheit sagen, dass es nicht noch mehr gibt, darunter auch Teilchen, für die unser Universum heute zu dicht und zu heiß ist? Mir jedenfalls gefällt irgendwie die Vorstellung, dass das, was wir für “den langsamen Tod des Universums” halten, von späteren Astronomen als Inflationsphase identifiziert werden könnte.

  9. #9 Captain E.
    12. August 2015

    “Zu dicht und zu heiß”? Das dürfte eher ein “nicht mehr dicht und heiß genug” sein, oder?

  10. #10 Jens Philip Höhmann
    Wuppertal
    12. August 2015

    Nicht mehr dicht und heiß genug ist das heutige Universum für “höhere” Generationen von Quarks und Leptonen; das betrifft aber eher unsere “Vorgänger”, deren “big chill” aus unserer Sicht zur Inflationsphase gehört.
    Damit wir “Nachfolger” haben, müsste es Generationen von Quarks und Leptonen geben bzw. eben noch nicht geben, gegen die Elektronen, u- und d-Quarks superschwere, kurzlebige Ausgeburten der künftigen Hochenergiephysik sein werden.

  11. #11 Captain E.
    12. August 2015

    Ich weiß ja nicht, aber noch viel dünner und kälter kann das Universum fast nicht mehr werden. Was soll da also noch kommen? Gibt es irgendeine wissenschaftliche Theorie dazu? Ich nehme auch eine völlig unbelegte Hypothese.

  12. #12 Alderamin
    12. August 2015

    @Captain E.

    Oh, da geht noch was….

  13. #13 Captain E.
    12. August 2015

    Ja, so kann es wohl kommen, aber abgesehen von kurzlebigem “Positronium” sehe ich da nichts von völlig neuen Teilchen.

  14. #14 Alderamin
    12. August 2015

    @Captain E.

    Ach so, Du meintest jetzt konkret auf JPHs Idee bezogen. Aber immerhin wird in dem Buch (steht bei mir im Regal) in jedem Zeitalter eine sehr hypothetische Möglichkeit von Lebensprozessen diskutiert, das geht ein wenig in diese Richtung.

  15. #15 Jens Philip Höhmann
    Wuppertal
    14. August 2015

    《Ich weiß ja nicht, aber noch viel dünner und kälter kann das Universum fast nicht mehr werden.》

    Och doch! Es ist z.Z. mehrere Kelvin “heiß”. Für uns ist das eisig, für Bose-Einstein-Kondensate z.B. ist es jedoch bei weitem zu heiß.

  16. #16 Jens Philip Höhmann
    Wuppertal
    15. August 2015

    Das Buch selbst kenne ich nicht, aber einen Artikel von Rüdiger Vaas in der Zeitschrift bild der wissenschaft von 1999. Im Artikel waren es allerdings 6 zeitalter, von denen die ersten beiden die Epoche der Inflation und die Epoche der Strahlung genannt wurden. Das letzte Zeitalter, die Epoche der Finsternis, sei von – auf lange Sicht perfekten – Eisenkugeln geprägt – falls das Proton stabil ist. Dem ist aber vielleicht gar nicht so, und nur verstreute, sehr energiearme Elementarteilchen mit entsprechend großen deBroglie- bzw. Comptonwellenlängen dominieren den noch späteren Kosmos.
    Die Frage ist natürlich, welches die Zerfallsprodukte des Protons sein könnten. Die Quarks, aus denen es besteht, gelten als leichteste Quark – Generation und mithin als stabil, und dasselbe gilt für das Elektron. Vielleicht haben die aber auch nur eine Halbwertszeit jenseits der [latex]10^40[/latex] Jahre, und es gibt – bzw. gibt noch nicht – viel leichtere und langlebige Quarks und Leptonen mit dementsprechend viel größeren Comptonwellenlängen, aus denen viel später eine neue, viel großräumigere Form von Materie entstehen könnte.
    Umgekehrt könnte es im frühen Universum viel kurzlebigere, kleinräumigere Formen von Materie gegeben haben, und zwar noch bevor die letzte Inflationsphase das Universum auf makroskopische Dimensionen aufgeblasen hat – die “Epoche der Finsternis” aus Sicht hypothetischer Bewohner jenes frühen Kosmos. Das ist das, was ich mit der Hypothese einer fraktalen Geschichte des Kosmos meine.

  17. #17 Jens Philip Höhmann
    11. Dezember 2015

    @Florian

    Als du gesagt hast ”das klingt nach Weltuntergang” meintest du, dass wir bald alle sterben werden?

  18. #18 Florian Freistetter
    11. Dezember 2015

    @Jens: Hast du den Artikel gelesen? Da steht die Antwort auf deine Frage ziemlich deutlich.

  19. #19 Jens Philip Höhmann
    11. Dezember 2015

    @Florian

    Also wir werden alle sterben?

  20. #20 Florian Freistetter
    11. Dezember 2015

    @Jens: Ok, du bist doch nur wieder übliche Troll mit nem neuen Namen…

  21. #21 Jens Philip Höhmann
    11. Dezember 2015

    @Florian

    Bin ich nicht, und wer soll das sein? Und noch was. ”Das langsame Sterben des Universums” klingt schlimm und ich denke daran, dass wir alle sterben werden.

  22. #22 Florian Freistetter
    11. Dezember 2015

    @Jens: “Bin ich nicht, und wer soll das sein?”

    Der Typ, der hier seit Monaten nichts anderes tut als “Werden wir alle sterben?” zu schreiben und jede Antwort ignoriert. DU. Denn die Antwort auf deine Frage, steht im Text. Du müsstest den Artikel halt nur lesen. Tust du aber nicht, weil du hier nur wieder trollst (wie üblich mit einer falschen Emailadresse). Also: Tschüß!

  23. #23 PDP10
    11. Dezember 2015

    Schon wieder ne neue E-Mail Addy der Jens …. also der falsche Jens.
    Ich frag mich, wie man soviel Energie in soviel Schwachsinn stecken kann … und dann auch noch so ungeschickt.