Unsere Welt zu verstehen:  Zukunft Universums

 

 
Die wahrscheinliche Zukunft unseres Universums

— hmsgnr0110z

 
 
Denkt man sich die Zeitspanne zwischen Urknall und Gegenwart maßstabsgetreu auf den Zeitraum von genau 1 Jahr reduziert (so dass der Urknall zu Beginn des Jahres um 0:00 Uhr stattfindet), so hätten wir schon 14 Minuten später den Zeitpunkt erreicht, zu dem unser Universum für Licht durchlässig wurde und das Bild entstand, das uns heute noch die kosmische Hintergrundstrahlung zeigt.
 

 
• Etwa ab 5. Jan. entstanden erste Sterne und Schwarze Löcher sowie die für menschliches Leben wichtigen Elemente Sauerstoff und Stickstoff. Gegen Ende Januar gibt es dann erste Galaxien.
   
• Etwa Ende August entstehen unsere Sonne und die Erde.
   
• Am 19. Sep. gibt es erste Anzeichen biologischen Lebens auf der Erde, aber erst ab 20. Dez. entwickeln sich Wälder, Fische und Reptilien.
   
• Am ersten Weihnachtsfeiertag entstehen Säugetiere, aber die ersten Vorfahren der Menschen finden sich erst an Silvester — so etwa ab 20 Uhr.
   
• Homo Sapiens tritt gar erst 6 Minuten vor Jahresende in Erscheinung.

 
Doch schon am 12. Jan. des neuen Jahres wird die Erde zu heiß für menschliches Leben sein, und noch im Juli wird die Sonne sich zu einem roten Riesen aufgebläht und die Erde verschluckt haben.
 
Wie sich das weitere Schicksal unseres Universums gestaltet, hängt davon ab, ob sich der Raum dann immer noch in beschleunigter Ausdehnung befinden wird. Wenn ja, dann werden

 
• nach 100 Billionen Jahren auch die letzten Sterne verglüht sein.
   
• Es wird dann nur noch Schwarze Löcher geben — aber die noch sehr lange.
   
• Doch auch ihr Leben ist begrenzt, denn der Hawking-Strahlung wegen, werden selbst die größten spätestens nach 10¹⁰⁰ Jahren verdampft sein.
   
• Von da an wird das Weltall vollkommen dunkel sein.
   
• Sein Volumen wird im Vergleich zu heute auf das 10¹⁹⁴-fache angewachsen sein, und die Wellenlänge der kosmischen Hintergrundstrahlung wird — von heute 2 mm — auf den unglaublich großen Wert von 10⁴¹ Lichtjahren angewachsen sein.

 
Mit anderen Worten: Das Universum wird sich dann zu praktisch gar nichts mehr verdünnt haben ...
 
 
Quelle: Dieter Lüst: Quantenfische, DTV 2014, S. 208-209
 
 
 
 
Ein ganz anderes — viel positiveres — Bild von der Zukunft der Schöpfung ergibt sich nach einer Theorie von Linde und Vilenkin, die man
 
 
Das Ewige Universum
 
nennt: Ihr zufolge können durch Quantenfluktuation stets und überall neue Universen entstehen: sog. Baby Universen.
 
Es kann sogar passieren, dass so ein neu entstandenes Universum in der Form einer zunächst winzigen, sich dann aber stetig ausbreitenden Blase immer größere Teile unseres Universums vereinnahmt bis hin zu dem Punkt, an dem das Mutteruniversum dann ganz verschwunden ist.
 
Dies vollzieht sich wie ein dynamisches System mit Phasenübergang: Die neue Phase bildet sich spontan zunächst an nur einer Stelle in der alten Phase, um sich dann — innerhalb der alten — immer weiter auszudehnen bis vom Mutterraum nichts mehr übrig ist.
 
Diese Prozesse spielen sich fast immer nur im mikroskopischen Bereichen von der Größe einiger Plancklängen ab in dem Sinne, dass die entstehenden Raumzeit-Blasen mit wirklich sehr hoher Wahrscheinlichkeit sofort wieder in sich zusammenfallen. Nur extrem wenigen gelingt es, sich so auszudehnen, dass man sie als neues Universum, dem unseren vergleichbar, bezeichnen kann.
 
 
Die Ideen von Linde, Vilenkin, aber auch ähnliche von Hartle und Hawking beziehen sich zunächst i.W. nur auf die kosmologischen Eigenschaften solcher Universen: kosmologische Konstante, Größe, Homogenität des Raumes.
 
Erst Stringtheorie geht da weiter, indem sie die Wellenfunktion des Universums auf die gesamte Elementarteilchenphysik und sogar auf die Naturgesetze selbst ausgedehnt sieht. Dies führt dazu, dass es der Stringtheorie möglich ist, ein Multiversum zu betrachten, dessen Blasen sich

• nicht nur hinsichtlich des Spektrums und der Eigenschaften dort vorkommender Elementarteilchen,
• sondern auch hinsichtlich der dort regierenden Naturgesetze

unterscheiden.
 
 
Auch in der Stringtheorie führen Quanteneffekte zur Geburt neuer Blasen und der Tunneleffekt zur inflationären Ausdehnung einiger davon. Der Großteil dieser Universen ist mit unserem aber kaum vergleichbar, denn es gibt dort ja andere Elementarteilchen und andere Naturkräfte. Einzig und allein die Gravitationskraft scheint universeller Natur zu sein und über alle hinweg zu wirken.
 
 
Quelle: Dieter Lüst: Quantenfische, DTV 2014, S. 246-251
 
Die Aussage oben » Das Universum wird sich dann zu praktisch gar nichts mehr verdünnt haben ... « muss somit wohl verallgemeinert werden zur Aussage
 
  Als Heimat biologischen Lebens wird unser Universum ab einem gewissen Alter nicht mehr geeignet sein.
Nicht auszuschließen, ja sogar wahrscheinlich aber ist, dass dann in einigen seiner Nachfahren neues Leben — ähnlicher oder ganz anderer Art — entsteht
oder schon entstanden sein wird.

 
 
Oder doch plötzlicher Weltuntergang?
 
Nach einer Theorie von Michael Turner und Frank Wilczek (1982) ist auch ein plötzlicher Weltuntergang denkbar. Die Masse des erst 30 Jahre später nachgewiesenen Higgs-Bosons macht ihn sogar wahrscheinlich:
 
Wilfried Buchmüller vom Hamburger Teilchenbeschleuniger Desy bestätigt das: "Dank der Entdeckung des Higgs-Bosons und der Bestimmung seiner Masse können wir die Frage nach der Stabilität des Vakuums jetzt präziser beantworten." Aus der Masse des Higgs-Bosons von etwa 125 GeV folgt im Rahmen des Standardmodells der Teilchenphysik, dass das Vakuum instabil sein muss – und damit unser ganzes Universum.
 
Quellen: [Q], [BS]