Interessantes zu Theoretischer Physik

Urknall, Größe-des-Universums

Über die Größe unseres Heimatuniversums

Ist es nicht eine phantastische Vorstellung, dass all die Sterne in einer 100 000 Lichtjahre großen Galaxie aus einem Bereich stammen, der kurz nach dem Urknall nicht größer als ein Atom war? ( Gerhard Börner, 2006 )


Kosmologen wollen heute nicht mehr ausschließen, dass das durch den Urknall geschaffene Universum — nennen wir es unser Heimatuniversum — nur eines unter vielen sein könnte — vergleichbar mit einer kleinen Blase in einer grenzenlosen, sich rasch zerstreuenden Wolke von Dampf.

Es war lange umstritten, gilt aber heute als äußerst plausibel, dass wir tatsächlich in einem Universum leben, das in seiner heutigen Form durch ein Ereignis entstand, das wir als Urknall bezeichnen. Ferner spricht viel dafür, dass es sich während des Urknall explosionsartig ausgedehnt hat:

Diese sog. Inflationsphase war — jedenfalls für unser Heimatuniversum — schon nach etwa 10-33 sec nahezu abgeschlossen.

In dieser so extrem kurzen Zeit haben sich alle Entfernungen im Raum
um mindestens den Faktor 1026 vergrößert.


Kleiner Teil unseres Heimatuniversums ist der durch uns beobachtbare Teil des Weltalls: Das ist der Teil des Raumes, dessen Inhalt wir beobachten können, da aus ihm in der Vergangenheit abgestrahltes Licht uns gerade noch erreichen kann.

Nachdem der Urknall vor etwa 13.8 Milliarden Jahren geschah, könnte man zunächst annehmen, der Radius unseres Beobachtungshorizonts liege bei 13.8 Mrd. Lichtjahren. Berücksichtigt man aber, dass selbst nach Ende der Inflationsphase noch Raumexpansion stattfand, vom Licht schon zurückgelegte Entfernungen sich also danach noch vergrößert haben, so kommt man auf gut die 3-fache Entfernung: etwa 46 Mrd. Lichtjahre.

In allen vorstellbaren Modellen eines expandierenden Universums ist dieser durch uns beobachtbare Teil des Weltalls winzig klein: Wenn man die Größe der Blase, die unser Heimatuniversum darstellt, mit der Größe der Erde vergliche, wäre der heute durch Menschen beobachtbare Teil darin kleiner als ein Atomkern.

Und er wird — nebenbei gesagt — ständig noch kleiner: Das liegt an der immer noch anhaltenden, inzwischen aber sehr moderaten, Expansion des Raumes. Sie bewirkt, dass die Zahl der darin enthaltenen Galaxien — heute mindestens 200 Milliarden — langsam aber sicher abnimmt, da ständig welche über unseren Beobachtungshorizont hinaus in den durch uns nicht mehr einsehbaren Teil der Blase geschoben werden.

Sollte dieser Trend in der heutigen Stärke anhalten, werden schon in etwa 500 Milliarden Jahren aus unserer Heimatgalaxie heraus keine anderen Galaxien mehr zu sehen sein. Für dann lebende Astrono­men wird nichts mehr darauf hindeuten, dass es über ihre eigene Galaxie hinaus noch weitere gibt.

Schon wenn unser Universum nur 7 Mal so alt sein wird wie bisher, werden sich innerhalb des Beobach­tungshorizonts der Milchstraße – oder dem, was bis dahin aus ihr geworden sein wird – nur noch etwa 30 andere Galaxien finden: eben jene, die man heute zur sog. Lokalen Gruppe zählt.

Besonders interessant: Der Raum in unserer Blase des ewig inflationären Kosmos könnte — seiner Geometrie nach — sphärisch oder hyperbolisch sein, muss menschlichen Beo­bach­tern aber dennoch – seiner so gewaltig großen Ausdehnung wegen – als lokal flach erscheinen, denn:

Seine wirkliche Krümmung durch Beobachtung bestimmen zu wollen ist ebenso aussichtslos, wie die Krümmung der Erdoberfläche dadurch bestimmen zu wollen, dass man einen kleines, nur wenige Quadratmeter großes Stück Erdboden ausmisst.

Hierdurch also könnte sich erklären, warum man aufgrund all unserer Beobachtungsdaten zum Schluß kommt, das Universum müsse flach, oder wenigstens fast flach sein, d.h. euklidische Geometrie haben.
Wissenswertes zu "Größe-des-Universums, Urknall" zusammengestellt durch Gebhard Greiter.
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