Es wird wieder Zeit, ein paar Fragen zur Astronomie zu beantworten und neben den diversen kosmologischen Fragen zum Anfang von Allem ist natürlich auch das Ende immer sehr populär. Wie endet das Universum? werde ich bei meinen Vorträgen oft gefragt. Wird sich die Expansion des Alls irgendwann umkehren, so dass alles bei einem “Big Bounce” wieder in sich zusammen stürzt? Ist das Universum zyklisch, so dass auf jeden Big Bounce wieder ein neuer Big Bang folgt? Oder dehnt sich der Weltraum immer weiter aus, bis irgendwann alles auseinander reißt (“Big Rip”)? Wie sieht die ferne Zukunft unseres Kosmos tatsächlich aus?
Das war lange Zeit unklar. Ob das Universum auf ewig weiter expandiert oder die Ausdehnung sich irgendwann umkehren wird, hängt von der gesamten Menge an Masse (bzw. Energie) im Weltall ab und die kannte man nicht. Denn der expandieren Kraft, die den Raum immer weiter auseinander drängt wirkt die Gravitationskraft der Objekte im Universum entgegen, die alles wieder zusammen ziehen will. Gibt es genug davon, dann wird die Expansionsgeschwindigkeit immer langsamer und langsamer bis das All schließlich aufhört, sich auszudehnen und beginnt, in sich zusammen zu fallen. Irgendwann würde die gesamte Materie wieder auf einen kleinen Raum komprimiert werden und ein neuer Urknall könnte stattfinden. So ein zyklisches “Big Bounce”-Modell klang für viele Wissenschaftler (und Laien) ästhetisch sehr ansprechend und vermeidet außerdem die nervige Frage: Was war vor dem Urknall?.
Aber nur weil etwas schön klingt, muss es deswegen noch lange nicht wahr sein. In der Wissenschaft braucht man konkrete Beobachtungen und in den 1990er Jahren ging man daher daran, zu messen wie schnell sich das Universum ausdehnt. Man wollte vor allem wissen, wie sich die Expansion im Lauf der Zeit verändert hat. Wenn die Gravitation der Masse im Universum die Ausdehnung bremst, dann muss die Expansion in der Vergangenheit schneller erfolgt sein und nun immer langsamer werden. Das war das Ergebnis, mit dem alle gerechnet haben – beobachtet hat man dann allerdings etwas ganz anderes. Das All dehnte sich immer schneller und schneller aus. Irgendein unbekanntes Phänomen beschleunigt die Expansion des Alls und ich habe die Entdeckung dieser dunklen Energie hier ausführlicher erklärt.
Wir wissen also heute, dass es keinen Big Bounce geben wird. Das Universum wird sich in Zukunft immer weiter und weiter ausdehnen. Heute ist unser Himmel noch voller Sterne und Galaxien. Aber in ca. 100 Milliarden Jahren werden sich alle fernen Galaxien durch die Expansion des Raums so weit von uns entfernt haben, dass sie nicht mehr beobachtbar sind. Ihr Licht wird uns nicht mehr erreichen können und nur noch die Objekte der lokalen Galaxiengruppe werden von der Erde aus sichtbar sein. Natürlich ist es mehr als fraglich, dass unser Planet dann noch existiert, denn die Sonne beendet ihr Leben ja schon in knapp 6 Milliarden Jahren. In ungefähr einer Billion Jahre wird dann auch das ganze Gas aufgebraucht sein aus dem Sterne entstehen können. Ab diesem Zeitpunkt wird es im Universum keine neuen Sterne mehr geben. Ungefähr 100 Billionen Jahre in der Zukunft werden alle Sterne ausgebrannt sein. Es wird dann nur noch weiße Zwerge, Neutronensterne und schwarze Löcher geben. In etwa einer Quintillion Jahren (eine Zahl mit 30 Nullen) werden all diese Objekte entweder aus ihren Heimatgalaxien geworfen worden oder auf die supermassereichen schwarzen Löcher in den Zentren der Galaxien gestürzt sein. Es wird dann im Universum nur noch große schwarze Löcher und überall verstreute Sternenüberreste geben. In einer Sextillion Jahre (36 Nullen) werden alle Atome zerfallen sein und noch weiter in der Zukunft werden sich auch die schwarzen Löcher dank der Hawking-Strahlung aufgelöst haben. Spätestens nach 10 Septendezilliarden (106 Nullen) Jahren werden auch die größten schwarzen Löcher nicht mehr existieren.
Die großen Zahlen sind schon lange bedeutungslos und unvorstellbar geworden und ob es wirklich so abläuft, lässt sich mit dem heutigen Wissensstand auch nicht exakt sagen. Es kann sein, dass die Teilchen der Atomkerne doch nicht zerfallen und dann dauert es ein wenig länger, bevor sich die ganze Materie durch quantenmechanische Prozesse aufgelöst hat. Am Ende jedenfalls steht ein Universum, dass nur aus Elementarteilchen und Strahlung besteht, die sich in einem thermischen Gleichgewicht befinden. Alles hat die gleichen Eigenschaften und nichts geschieht mehr. Das Universum ist an seinem endgültigen Zustand angekommen und wird darin für alle Ewigkeit verharren. Das ist der Hitzetod des Universums und wir Menschen werden dann schon lange verschwunden sein.
Betrachtet man die gesamte Lebensdauer des Universums, dann dauert die Phase in der man leuchtende Sterne am Nachthimmel sehen kann und in der Leben auf Planeten möglich ist, nur einen Augenblick. Wir sollten also die Zeit in der wir leben, genießen.
Mehr Antworten findet ihr auf der Übersichtsseite zu den Fragen, wo ihr selbst auch Fragen stellen könnt.
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