Direkte Kollisionen von Sternen sind extrem selten, aber mit genügend Zeit werden auch sie auftreten, etwa 1000 Stück in einer Galaxie wie der Milchstraße bis zum Weltalter von 1000 Billionen Jahren. Kollidieren zwei weiße Zwerge miteinander, entsteht meistens ein kleiner Stern, der 100 Millionen Jahre Helium fusioniert. In einem von 10 Fällen überschreitet die Massensumme 1,4 Sonnenmassen, dann kollabieren sie zu einem Neutronenstern und verursachen eine helle Supernova vom Typ Ia. Kollidieren zwei Neutronensterne, entsteht höchstwahrscheinlich ein Schwarzes Loch und es kommt zu einem kurzen grellen Blitz von Gammastrahlung. Diese kosmischen Blitzlichter leuchten Milliarden Lichtjahre weit.
Braune Zwerge enthalten im Zeitalter der entarteten Sterne die einzigen noch nennenswerten Reserven an Wasserstoff. Kollidieren zwei hinreichend massive Braune Zwerge, so kann daraus noch einmal ein Roter Zwerg entstehen, der ein paar Billionen Jahre lang leuchtet. Es können sogar Planeten bei der Verschmelzung der beiden Objekte entstehen. Dies wäre die einzige Chance, in diesem Zeitalter noch Leben, so wie wir es kennen, hervorzubringen. Die Milchstraße könnte parallel etwa 100 auf diese Weise entstandene Zwergsterne enthalten, die ihr eine Gesamtleuchtkraft von einer Sonne gäben.
Wir wissen heute, dass 4/5 der Materie, die beim Urknall entstand, aus einer noch unentdeckten Teilchenart bestehen muss, welche Galaxien und Galaxienhaufen mit ihrer Schwerkraft maßgeblich zusammen hält. Man nimmt an, dass die Teilchen dieser Dunklen Materie ihre eigenen Antiteilchen sind und sich bei direkter Kollision zu Photonen, Neutrinos, und anderen Teilchen zerstrahlen, die der Galaxie größtenteils entkommen. Über 1023 Jahre werden die Galaxien auf diese Weise größtenteils ihren Kitt verlieren und auseinander fallen.
Fast jede Galaxie beherbergt im Zentrum ein Supermassives Schwarzes Loch. Dasjenige der Milchstraße hat rund 4 Millionen Sonnenmassen, das der Andromedagalaxie sogar 100 Millionen Sonnenmassen – beide werden sich nach der Kollision der beiden Galaxien vereinigen. Wann immer ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe kommt, wird er von der Gezeitenkraft zerrissen, sein Material sammelt sich in einer Scheibe und stürzt von dort allmählich in das Schwarze Loch hinein. Die Scheibe leuchtet durch Verdichtung hell auf und erhitzt sich auf Millionen Kelvin. Die Supermassiven Schwarzen Löcher der Galaxien werden also gelegentlich etwas Licht in die Dunkelheit bringen. Es wird etwa 1024 bis 1030 Jahre dauern, bis das Supermassive Schwarze Loch einer Galaxie alle Sternenreste, die nicht in den intergalaktischen Raum entkommen sind, verschluckt hat.
Künstlerische Darstellung eines Supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie. (Bild: ESO/L. Calçada)
Und was wird aus den entkommenen Sternenresten und Planeten? Es wird erwartet, dass das Proton nicht unbegrenzt stabil ist. Einige Theorien sagen einen Zerfall des Protons in ein Positron und ein Pion voraus; letzteres zerfällt unmittelbar in zwei Gammaphotonen. Dieser Vorgang soll eine Halbwertszeit von 1036 Jahren haben. Bisher konnte noch kein solcher Zerfall nachgewiesen werden, aber wenn er stattfindet, werden alle baryonischen Objekte allmählich zerfallen, auch deren Neutronen.
Ansonsten würde der Quanten-Tunneleffekt dafür sorgen, dass sich alle baryonische Materie sich per kalter Fusion oder radioaktiven Zerfall in 101500 Jahren zu Eisen wandelt; so entstandene Eisensterne würden per Tunneleffekt in 101026 bis 101076 Jahren zu Neutronensternen oder Schwarzen Löchern werden.
Das Zeitalter der Schwarzen Löcher
Mit Protonenzerfall gäbe es nach ungefähr 1040 Jahren keine Baryonen mehr, und das Weltall bestünde nur noch aus Schwarzen Löchern. Von den Galaxien verblieben nur noch die Supermassiven Schwarzen Löcher, von den massiven Sternen stellare Schwarze Löcher, einsam in einem Universum treibend, das sie durch die Dunkle Energie völlig voneinander isoliert hätte.
Aber auch Schwarze Löcher bestehen nicht ewig. Das Vakuum ist erfüllt von Feldfluktuationen, die ständig Teilchen-Antiteilchen-Paare hervorbringen, welche sich sogleich wieder vernichten, so dass sie nie messbar in Erscheinung treten – man nennt die Teilchen virtuell. Dies geschieht auch am Rande Schwarzer Löcher. Wenn nun ein solches virtuelles Teilchenpaar am Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs entsteht, so kann die Schwerkraft des Schwarzen Lochs die beiden Teilchen trennen und eines von ihnen verschlucken, während das andere entkommt und nicht vernichtet wird. Damit ist plötzlich aus diesem virtuellen Teilchen ein reales mit einer ebenso realen Masse geworden. Diese Masse muss irgendwo anders fehlen, um die Energieerhaltung nicht zu verletzen. Sie geht dem Schwarzen Loch, welches das Partnerteilchen verschluckt hat, verloren! Aufgrund dieser nach ihrem Entdecker Stephen Hawking benannten Hawking-Strahlung verliert ein Schwarzes Loch allmählich Masse. Und zwar umso schneller, je steiler das Gravitationsfeld am Ereignishorizont ist und dieses wird umso steiler, je weniger Masse das Schwarze Loch noch hat. Wenn es nur noch die Masse eines großen Asteroiden hat, strahlt es etwa mit Zimmertemperatur. Hat es noch die Masse eines Berges, strahlt es so heiß wie die Sonne. In seiner letzten Sekunde zerstrahlt es die verbliebenen 1000 Tonnen Masse mit der Gewalt von einer Milliarde Hiroshima-Bomben.
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