Unsere Welt zu verstehen:  Letztlich Dunkler

 

 
Letztlich wird die Natur Dunkler Energie

das Schicksal unseres Universums bestimmen

— hmsgnr0282z

 
 
Wie man heute weiß, sind 70 Prozent aller Energie in unserem Universum sog. Dunkle Energie — Energie, deren Natur wir bisher nicht verstehen. Grundsätzlich könnte sie von zweierlei Natur sein:

 

• Die 1. Möglichkeit: Dunkle Energie könnte korrekt modelliert sein in Form einer sog. kosmologischen Konstanten in Einsteins Feldgleichung der Allgemeinen Relativitätstheorie. In diesem Fall wäre sie ein ständig vorhandenes, ständig gleich starkes Bedürfnis des leeren Raumes, sich auszudehnen.
   
• Die 2. Möglichkeit: Dunkle Energie könnte ein Feld von Energie sein, dessen Stärke nach Ort und Zeit — dann allerdings nur über extrem große raumzeitliche Entfernungen hinweg — schwankt vergleichbar mit der Oberfläche eines Ozeans bei ruhigem Wetter.

 
Im zweiten Fall — für den spricht, dass die Geschwindigkeit der Raumexpansion seit dem Urknall nicht immer gleich war — müsste unser Universum sich nicht ewig immer nur ausdehnen: Es könnte sich dann gut irgendwann auch wieder verdichten bis hin zu einem Zustand, in dem es dann zu einem neuen Urknall kommen könnte.

Der Schweizer Astrophysiker Arnold Benz aber schrieb (1997):
 
Immer wieder liest man von Modellen eines periodisch pulsierenden Universums, das nach dem Kollaps wieder expandiere. Hierfür allerdings gibt es weder physikalische noch astronomische Anhaltspunkte, und so sind diese Theorien extrem spekulativ. Die heute von der großen Mehrheit aller Physiker favorisierte Theorie ist die, dass das Universum sich unbegrenzt ausdehnen (und inhaltlich ständig mehr verdünnen) wird.
 
Die neusten Beobachtungen mit dem Hubble-Teleskop, so ergänzt Benz 2004, legen eine unendliche Expansion des Universums nahe.

Dann aber, d.h im ersten Fall, würde die Zukunft unseres Universums sich gestalten wie folgt:

 

• Da es kein Ende der Zukunft gibt, kann jeder physikalische Prozess, auch der langsamste, bis ganz zu seinem Ende ablaufen (oder gar kein Ende haben).
   
• Zunächst wird — in etwa 5 Mrd. Jahren — unsere Sonne sich zum Roten Riesen aufblähen, der sich bis über die Bahn der Erde hinaus ausdehnen und so die Biospäre komplett zerstören wird.
   
• Viel später noch wird es im gesamten Weltraum allmählich dunkel werden, da ein Stern nach dem anderen seinen Kernbrennstoff verbraucht haben und selbst die letzten Supernovae-Explosionen verglüht sein werden.
   
• Wie Einsteins Theorie voraussagt, strahlen Himmelskörper, die einander umkreisen, Gravitationswellen ab. Dies bewirkt, dass sie an Bewegungsenergie verlieren und so — nach phantastisch langen Zeiträumen, die das jetzige Weltalter weit übersteigen — in einander stürzen und zu Schwarzen Löchern vereinigen.
   
• Die riesigen, durch den Zusammensturz ganzer Galaxien entstandenen Schwarzen Löcher streben dann — der ständigen Expansion des Raumes wegen — immer weiter auseinander, werden aber selbst, ihrer Hawking-Strahlung wegen, auch irgendwann (nach etwa 10⁷⁰ Jahren) verdampft sein.
   
• Zugleich und dann sogar bis in alle Zukunft hinein wird es im Raum immer kälter werden, denn auch die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung
  wird — wieder der Expansion des Raumes wegen — ständig fallen.
   
• Kurz: Irgendwann wird sich alles in sehr langwellige und doch ständig noch kälter werdende Strahlung aufgelöst haben.

Sollte die Dunkle Energie also wirklich eine kosmologische Konstante sein, muss es unweigerlich zum Kältetod des Universums kommen.
 
Note: Es könnte sehr gut sein, dass sogar beide Szenarien eintreten, erst ein beleibig weit fortgeschrittener Kältetod, dann aber doch erneut Kompression aller Energie bis hin zu einem neuen Urknall. Es müsste dazu nur die Dunkle Energie zwar den Charakter eines Feldes haben, dessen Stärke — über die Zeit hinweg — sich aber nur extrem langsam ändert.