Interessantes zu Theoretischer Physik


Unser Universum und seine (mögliche) Zukunft

Bis etwa 1970 hat man nicht unterschieden zwischen
  • dem Universum als allem, was ist (dem Kosmos)
  • und seinem durch Menschen im Prinzip beobachtbaren Teil, d.h. unserem Universum.

Obgleich dem Menschen Beobachtungsgrenzen unterschiedlicher Art gesetzt sind — z.B. auch ins Mikros­kopische hinein — sei im Folgenden unter unserem Universum U(t) zum Zeitpunkt t der kugel­förmige Bereich um die Erde herum verstanden, der alle und nur die Orte enthält, von denen aus Licht die Erde zum Zeitpunkt t erreichen würde, wenn nichts auf seinem Weg es verschlucken könnte.

Da man heute glaubt, dass
  • der Urknall vor etwa 13.81 Mrd. Jahren stattfand /Zweifel daran
  • und da man zu wissen glaubt,
    • mit welcher Geschwindigkeit in etwa der im Urknall geschaffene Raum sich über diese ganze Zeit hinweg aufgebläht hat
    • und dass er sich zunächst mit fallender, dann aber — seit etwa 6 Mrd. Jahren — erneut mit wachsender Geschwindigkeit ausdehnt hat,
konnten Kosmologen errechnen,

  • dass der Radius R(t) unseres Universums heute etwa 46.6 Mrd. Lichtjahre beträgt
  • und ständig Galaxien am Rande von U(t) aus U(t) hinaus geschoben werden, so dass — sollte der Raum niemals wieder schrumpfen — bis in alle Zukunft hinein kein von ihnen ausgesandtes Signal die Erde mehr erreichen kann.
  • Es scheint daher wahrscheinlich, dass in etwa 100 Mrd. Jahren unser Universum nur noch etwa 30 Galaxien enthalten wird: eben jene, die heute — als Mitglieder der Lokalen Gruppe — recht nahe Nachbarn der Milchstraße und des Andromedanebels sind (Milchstraße und Andromedanebel rasen aufeinander zu, werden kollidieren und werden daher schon nach etwa 10 Mrd. Jahren mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht mehr auseinanderzuhalten sein).
  • Wenn das gesamte sichtbare Universum nur noch aus der Lokalen Gruppe besteht wird für ihre Bewohner nichts mehr darauf hindeuten, dass es noch Milliarden anderer Galaxien gibt: Sie nämlich werden dann schon auf immer hinterm Beobachtungshorizont verschwunden sein und sich mit weit über Lichtgeschwindigkeit von der Lokalen Gruppe entfernen: In diesem dunklen Zeitalter kann es Astronomen ironischerweise gar nicht mehr gelingen, Beweise für eine Expansion des Universums zu finden. Unser Universum wird sozusagen in kleinere Universen zerfallen sein. Die Lokale Gruppe aber — sie wird sich dann schon zu einer einzigen Galaxie vereinigt haben — kann noch lange bestehen, denn auf so kurze Entfernung hin wird Gravitation die Expansionskraft überwinden.

Als heute — über Vermessung der kosmischen Hintergrundstrahlung und anschließende Extrapolation per Simulation — relativ gut gesichertes Wissen gilt, dass der uns heute  b e o b a c h t b a r e  Teil des Universums sich entwickelt hat wie folgt:


AlterTemperaturDurchmesser
10-14 sec1017 Kder unserer Sonne
10-6 sec1015 Kder unseres Sonnensystems
1 sec1013 K1 Lichtjahr
1 Min1010 K50 Lichtjahre
1 Jahr109 Kder unserer Milchstraße
Heute2.725 K13.8 Mrd. Lichtjahre
 
und Zukunft ...


Wie diese Fakten zeigen, wird der durch uns beobachtbare Teil des Universum auf seiner Reise in die Zukunft hinein zwar ständig größer werden, aber zugleich auch fast alle seiner heute etwa 100 Mrd. Galaxien verlieren — alle anderen wer­den dann schon über seine Grenze hinausgewandert sein: ganz so, wie aus dem Lichkegel einer auf eine Karte gerichteten Taschenlampe zunehmend mehr Orte hinauswandern, je näher die Lampe der an der Wand hängenden Karte kommt.

Welche Verhältnisse heute oder in Zukunft außerhalb von U(t) herrschen bzw. herrschen könnten, kann uns nur Extrapolierende Physik als Vermutung nahe legen — Mathematik also.

Dass unser Universum nur endliche Lebensdauer haben könnte, scheint die Masse des Higgsteilchens uns anzudeuten.






Letztlich also verklingt sogar etwas so Handfestes wie unser Universum nicht nur an seinen zeitlichen, sondern auch an seinen räumlichen Grenzen im rein Geis­tigen. Interessant ist, dass die Quantenphysik uns zeigt, dass solch ein Verklingen alles Materiellen ins Unwirkliche, mehr oder weniger Reale hinein auch im Mikrokosmos stattfindet: dort, wo Elementarteilchen oder Strings als etwas erkannt sind, für das wir nur noch mathematische Modelle haben.

Als etwas, das räumliche, zeitliche und geistige Dimension hat, seiner Ausdehnung nach aber wohl nur extrem kleiner Teil der gesamten Schöpfung ist, erinnert unser Universum an das, was ein einziger Funke eines Feuerwerks im nächtlichen Himmel über seine kurze Lebensdauer hinweg zu beleuchten in der Lage ist.
Wissenswertes zu "Zukunft, Unser Universum" zusammengestellt durch Gebhard Greiter.
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