| | | | | | | | | | | Dirk Lorenzen
Astrophysiker, Autor der Sternzeit | | | | | |
| | | Liebe Leserinnen und Leser,
liebe Weltraumfans,
ewig währt am längsten, weiß der Kalauer. Doch Ewigkeit gibt es selbst im Universum nicht. Unser Kosmos hat, so die heutige Vorstellung, einst in einem extrem heißen, dichten Zustand begonnen – dem Urknall. Seitdem dehnt er sich aus. Doch was einen Anfang hat, muss auch ein Ende haben, da gibt es für das Weltall keine Ausnahme. Drei Varianten zeichnen sich ab: Ein Auskühlen in finsterer Ödnis. Eine infernalische Ausdehnung, die alles zerreißt. Oder die Ausdehnung stoppt irgendwann, und der Kosmos stürzt in sich zusammen – dann gibt es womöglich einen neuen Urknall. Welche Art des kosmischen Endes hätten Sie denn gern? | |
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| | | | Das Licht der beiden Spiralgalaxien im Vordergrund war gut eine Milliarde Jahre unterwegs, um uns zu erreichen. Die anderen Galaxien sind zum Teil mehr als zehn Milliarden Lichtjahre entfernt. Sie sind noch recht klein und erscheinen oft konturlos. (James Webb / NASA / ESA / CSA) | | |
| | | Noch bis vor gut einhundert Jahren hielten die Astronominnen und Astronomen das Weltall für ewig gleich und unverändert. Dass diese Vorstellung nicht stimmt, ist auf vielfältige Weise direkt zu sehen: Vor gut zehn Milliarden Jahren waren die Galaxien im Schnitt viel kleiner als heutzutage, wie Bilder von James Webb, Hubble und anderen Teleskopen zeigen. In den letzten fünf bis zehn Milliarden Jahren hat die Sternentstehungsrate im Universum stark abgenommen. Damals glühten in den Galaxien massenhaft neue Sterne auf – inzwischen kommt nur ab und zu ein neuer hinzu. Unser wunderbares Weltall hat seine Sturm- und Drangzeit bereits hinter sich. Nach einer bewegten Jugendphase sind wir nun im „besten Alter“. Fragt sich, wie das kosmische Rentendasein und der himmlische Tod aussehen werden. | |
| | | Dunkle Energie entscheidet | |
| | | Ein Schlüssel für die Entwicklung des Alls ist die Dunkle Energie. Sie treibt den Kosmos immer schneller auseinander. Die Dunkle Energie kann man sich als Materie vorstellen, die nicht anzieht, sondern abstößt. Ihre Entdeckung ist ein Kuriosum: Ende der 1990er Jahre wollten zwei Teams die Abbremsung (!) des Universums messen. Das All ist voller leuchtender und Dunkler Materie. Deren gegenseitige Anziehung müsste im Laufe der Zeit den Urschwung des Urknalls abbremsen und das All wieder in sich zusammenstürzen lassen – so die damalige Vorstellung. Mit einer bestimmten Sorte von Supernova-Explosionen lässt sich die Ausdehnung des Kosmos vermessen.
Die Teams beobachteten mit Hubble und den Teleskopen in Chile eifrig Supernovae. Zur allgemeinen Überraschung stellte sich heraus, dass das All nicht auf die Bremse tritt, sondern auf das Gaspedal. Ich erinnere mich gerne an viele Gespräche mit den beteiligten Fachleuten, die alle selbst völlig verblüfft waren – und monatelang die Daten und Rechnungen durchforstet hatten, ob ihnen nicht doch irgendwo ein Denkfehler unterlaufen war. Aber die Beschleunigung ist real. | |
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| | | | Drei ferne Supernovae, die das Weltall beschleunigt haben: Diese Ausbrüche (oben die Galaxien vor, unten nach dem Aufflammen der Supernovae) haben vor fast dreißig Jahren zur Entdeckung der Dunklen Energie beigetragen. (Hubble / NASA / ESA / CSA) | | |
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„Dunkle Energie“ ist nur ein Hilfsbegriff – er beschönigt, dass man keine Ahnung hat, was genau hinter der zunehmenden Ausdehnung steckt. Vielleicht ist es eine Eigenschaft des Raumes, jedenfalls ist es sicher keine Energie. Übrigens gab es für diese Entdeckung 2011 den Physiknobelpreis – mehr als verdient.
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| | | | Der Big Freeze oder das Große Jammern | | |
| | | Mit dem Auftauchen der Dunklen Energie schien der Weg des Kosmos vorgezeichnet: Das All wird sich immer weiter ausdehnen – es gibt kein Zurück. Irgendwann sind die meisten Galaxien jenseits unseres Horizonts. Im expandierenden Kosmos ist auf lange Sicht fast nichts mehr zu sehen, weil uns immer weniger Lichtstrahlen erreichen. Astronomie wird fast langweilig – unvorstellbar!
Zudem verdünnt sich die Materie immer mehr. Irgendwann hört die Entstehung neuer Sterne auf – auch, weil immer weniger Wasserstoff vorhanden ist. Die stellare Hauptzutat wird in ferner Zukunft zur Mangelware – die vielen Sterne verbrauchen den Wasserstoff mit der Zeit. Die vorhandenen Himmelskörper werden über Äonen ausbrennen. Sterne mit wenig Masse (etwa ein Zehntel Sonnenmasse) leuchten auf Sparflamme – aber sie brennen dafür fast ewig: rund zehn Billionen Jahre, tausendmal länger als unsere Sonne! Das All wird für geraume Zeit in einem Dämmerzustand sein – aber auch damit ist irgendwann Schluss. Schließlich driften nur noch ausgebrannte Sterne und Schwarze Löcher durch das All. Auch sie könnten über unvorstellbar lange Zeiten (grob 10 hoch 100 Jahre, eine 1 mit 100 Nullen...) aufgrund von Quanteneffekten regelrecht verdampfen.
Keine Sterne, kein Licht, keine Wärme. Der Big Freeze wäre das eisige finstere Ende des einst so heißen und prachtvoll strahlenden Universums. Manche sprechen vom Big Whimper, dem großen Jammern, weil man dann im All nostalgisch an die Zeiten mit glitzernden Sternen denken wird – sofern noch jemand denken kann. | |
| | | | Ist plötzlich wieder alles offen? | | |
| | | Doch die kosmische Zukunft ist längst nicht mehr so klar, wie man vor Jahrzehnten dachte. Womöglich ist die Dunkle Energie nicht einfach eine Konstante im Weltraum sondern veränderlich. Dann würden die kosmischen Karten neu gemischt. Um die Eigenschaften der Dunklen Energie besser zu erfassen, blicken Astronominnen und Astronomen weit in die Vergangenheit des Universums. | |
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| | | | Ein buntes Kunstwerk? Nein, eine Karte des Universums! Jeder der 600.000 Punkte markiert eine ganze Galaxie. Wie man sieht, sind Galaxien nicht gleichmäßig im All verteilt. Der blaue Bereich ist uns am nächsten, die roten Galaxien sind teilweise mehr als zehn Milliarden Jahre entfernt. (DESI Collaboration / NOIRLab / NSF / AURA / R. Proctor) | | |
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Auf dem Kitt-Peak-Observatorium in Arizona ist an einem 4-Meter-Teleskop die DESI-Kamera im Einsatz. Mit ihr werden nach und nach 40 Millionen Galaxien vermessen: Position, Aussehen, Entfernung und Bewegung. Es ist eine gigantische kosmische Volkszählung. DESI erstellt eine 3D-Karte des Kosmos. Daraus lässt sich ableiten, wann sich das Universum wie schnell ausgedehnt hat.
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| | | Es lebe die himmlische Wiedergeburt! | |
| | | Denn Galaxien sind im All nicht völlig gleichmäßig verteilt. Sie bilden große Wände und riesige Haufen, die gewaltige Leerräume umgeben. Der Kosmos hat eine schaumartige Struktur. Wie schon die ersten Daten des DESI-Teams andeuten, verändert sich die Größe der Leerräume im Laufe der Jahrmilliarden. Das spricht dafür, dass die Dunkle Energie heute schwächer wirkt als vor fünf Milliarden Jahren. So etwas ist von der Erde aus am Rande der Beobachtbarkeit. Daher sind diese Hinweise, so aufregend sie sein mögen, mit gewisser Vorsicht zu betrachten.
Der Euclid-Satellit der ESA, der anderthalb Millionen Kilometer von der Erde entfernt in die Tiefen des Alls blickt (ein „Nachbar“ von James Webb!), führt diese Messungen noch viel genauer durch. In einigen Jahren wird man besser abschätzen können, ob der Dunklen Energie womöglich irgendwann die Puste ausgeht – und der Kosmos doch wieder in sich zusammenstürzt. Dann gäbe es eine Art Urknall rückwärts – und womöglich die ultimative kosmische Wiedergeburt. | |
| | | Der kosmische Schredder | |
| | | Bitte freuen Sie sich nicht zu früh. Noch ist das alles Spekulation. Und dummerweise könnte eine veränderliche Dunkle Energie auch äußerst unerfreuliche Folgen haben. Nach manchen Modellen wabert eine Art „explosive“ Dunkle Energie durch das All. Das Wirken dieser „Phantom-Energie“, wie Fachleute sagen, hat es in sich. Denn der Raum würde immer, immer schneller auseinander rasen und dabei die Objekte im Kosmos regelrecht zermahlen: Die Milchstraße – zerfetzt. Bald darauf die Sonnenleiche – zerrissen. Schließlich die Reste der Erde – atomisiert. Irgendwann sogar die Atome – geschreddert.
Der Big Rip, das Große Zerreißen, wäre die ultimative Apokalypse – perfekt für einen trashigen Hollywood-Schocker. Ein solches Ende empfänden wir alle wohl als etwas unharmonisch. Immerhin: Selbst, wenn die Dunkle Energie so zerstörerisch wirken sollte, so täte sie dieses sicher nicht in den nächsten 100 Milliarden Jahren. Schwein gehabt. | |
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| | | | Das ESA-Weltraumteleskop Euclid (Illustration) soll über sechs Jahre mehr als eine Milliarde Galaxien im All vermessen – und so Hinweise darauf liefern, wie die Zukunft des Kosmos aussieht. (ESA) | | |
| | | Dem Universum beim Ausdehnen zusehen | |
| | | Die Kosmologie – jene Teildisziplin der Astronomie, die sich mit dem Universum als Ganzem befasst – gehörte vor einigen Jahrzehnten eher zur Philosophie oder gar zur Theologie. Es war wenig bis nichts zu beobachten. Dank der Großteleskope am Boden und der neuen Instrumente im All purzeln die Entdeckungen über den Aufbau des Kosmos nur so vom Himmel. Vielleicht zerreißen neue Erkenntnisse irgendwann auch die Ideen von Dunkler Materie und Dunkler Energie. Wer weiß, welche Entdeckungen in den nächsten Jahren die Fachwelt überraschen? Derzeit spricht einiges dafür, dass unser Weltall gerade die kosmische Variante von „Asche zu Asche, Staub zu Staub“ durchlebt. Demnach ist das Universum aus dem Nichts entstanden – und würde auch wieder im Nichts verschwinden. Aber vielleicht kommt es doch ganz anders. Schauen wir mal in einigen Äonen, dann sehen wir's schon. | |
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| |  | | | | | Dirk Lorenzen berichtet seit mehr als 30 Jahren über Astronomie und Raumfahrt. Wenn er nachts ins All blickt, denkt er oft an den Ratschlag, den ihm einst die Kosmologin Sherry Suyu von der TU München lachend gab: „Genießen Sie den Nachthimmel! Auf lange Sicht entfernt sich alles und die Objekte sind viel schlechter zu beobachten!“ | | | |
