Das Ende des Universums im Nichts

Das Ende des Universums im Nichts“ – oder auch in einem „Weißen Loch“ oder einem „Wurmloch“ – wird ein ähnlich großes Weltwunder wie der „Urknall“ sein.

So, wie unser Leben endet, so wird dereinst auch das Universum sein Ende finden. Die Vorstellung vom Jüngsten Tag reist als apokalyptisches Weltuntergangsinferno in den Köpfen durch die Geschichte und verbreitet Angst und Schrecken.

Die Naturwissenschaften beschäftigt daher die Frage nach dem Ende des Universums. Während die Theorien über das Ende des Universums hoch spekulative Anteile aufweisen, steht die Prognose über die Zukunft des Sonnensystems auf verlässlicherem Boden.

Die Einsicht in den Alterungsprozess von Sternen berechtigt mit Gründen zu der Annahme, dass die Sonne nach Verbrauch ihres Wasserstoff Karls in 5 Milliarden Jahren zu einem roten Riesen anschwellen wird. Das ist das Ende aller Lebensformen auf der Erde.

Je nach hypothetisch vorausgesetzter Materie- und Energiekonstellation ergeben sich in der Astrophysik unterschiedliche Szenarien für das Ende des Universums, die wir in diesem Artikel genauer betrachten.

Das Wichtigste in Kürze

Das Ende des Universums könnte auf verschiedene Weisen eintreten, abhängig von der Menge der Dunklen Materie und der Dynamik der Dunklen Energie. Die Haupttheorien umfassen:

  • Der Big Crunch: Ein mögliches Kollabieren des Universums in sich selbst, möglicherweise gefolgt von einem neuen Urknall.
  • Das Big Rip-Modell: Eine exponentiell zunehmende Ausdehnung des Universums, die zu dessen endgültigem Zerreißen führt.
  • Der Big Chill: Ein langsamer Wärmeverlust des Universums bis hin zum absoluten Nullpunkt.

Die Zukunft des Universums bleibt ein faszinierendes, aber ungewisses Gebiet der Astrophysik, mit verschiedenen möglichen Szenarien, die von aktuellen Beobachtungen und theoretischen Modellen abhängen.

Die Theorie des Big Crunch

Als „Big Crunch“ (englisch „Das große Zusammenkrachen“) ist in der Kosmologie wird ein hypothetisches zeitliches Ende des Universums bezeichnet, bei dem das Universum irgendwann eine maximale Ausdehnung erreicht und unter der Wirkung der Gravitationskraft immer stärker kollabiert, bis es schließlich in einer Art von umgekehrtem Urknall, dem „Big Crunch“, endet und somit völlig verschwindet.

Manche nehmen an, dass aus diesem „Big Crunch“ erneut ein „Big Bang“, d.h. ein „Urknall“ entstehen kann. Die Analogie zu zyklischen Weltbildern liegt dann auf der Hand.

Big Crunch
Quelle: Wikipedia

Das Big Rip-Modell

Dem Modell des „Big Rip“ („Das große Zerreißen“, vereinzelt auch „Endknall“) zufolge führt eine exponentiell ansteigende Expansionsgeschwindigkeit des Universums zu einem „Zerreißen“ der Materie und damit zum Ende des Universums.

Dabei nimmt die Expansionsrate, getrieben von einer wachsenden Phantom-Energiedichte, immer schneller zu und divergiert schließlich in dem „Big Rip“ genannten singulären Ereignis.

Die Phantomenergie ist eine Form der Dunklen Energie. Das Universum würde von den größten zu den kleinsten Strukturen zerreißen. Zuerst trifft es Galaxienhaufen, dann Galaxien, das Sonnensystem, die Erde, Atome usw.

Der Big Chill: Ein Kältetod des Universums

Das dritte Modell, der „Big Chill“ („Die große Abkühlung“) nimmt hingegen einen Kältetod des Universums an. Aktuelle Beobachtungen weisen darauf hin, dass die Expansion des Universums unendlich fortdauern wird.

In diesem Fall wird das Universum umso kühler, je mehr es sich ausdehnt, und die Temperatur nähert sich mit der Zeit asymptotisch dem absoluten Nullpunkt.

Einfluss der Dunklen Materie und Energie

Welches der drei Modelle eintritt, hängt von der Menge oder Dichte der Dunklen Materie ab, die sich im Universum befindet.

Die momentane Datenlage deutet auf eine ewige Expansion des Universums hin, da Messungen eine größere Abweichung von der kritischen Dichte ausschließen. Allerdings werden noch genauere Messungen benötigt, um einen Kollaps nach der Big-Crunch-Theorie völlig auszuschließen.

Geht man von einem Gleichbleiben der Dunklen Energie aus, so würde sich das Universum zwar immer weiter ausdehnen, jedoch würde diese Expansion zunehmend langsamer erfolgen.

Allerdings zeigen Supernovae-Auswertungen aus dem Jahr 2008, dass sich die für die Expansion des Universums verantwortlich gemachte Dunkle Energie in den letzten zwei Milliarden Jahren auch verringert haben könnte.

Geht man andererseits davon aus, dass genügend Materie vorhanden ist und sich die Dunkle Energie verringert, so würde in einigen Billionen Jahren die Wirkung der Gravitation stärker werden als die der Dunklen Energie.

Ab diesem Zeitpunkt würde die Expansion des Universums vollständig enden und in ein beschleunigendes Zusammenziehen umschlagen. Damit würde sich auch dessen Temperatur weiterhin erhöhen. 100.000 Jahre vor einem hypothetischen Big Crunch (Kollaps) des Universums wäre die Hintergrundstrahlung heißer als die Oberfläche heutiger Sterne.

Minuten vor dem Big Crunch würde Strahlung die Atomkerne sprengen, bevor diese in riesigen Schwarzen Löchern enden. Einige Sekunden vor dem Big Crunch würden supermassive Schwarze Löcher miteinander verschmelzen.

Am Ende existiert nur noch ein einziges „Schwarzes Megaloch“, welches alle Materie beinhaltet und im letzten Moment des Big Crunch das Universum, einschließlich sich selbst, verschluckt.

Vorstellbar ist, dass ein solcher Big Crunch sogleich zu einem neuen Big Bang (Urknall) werden würde, was mit der Entstehung eines neuen Universums verbunden wäre.

Das Modell des oszillierenden Universums und der Big Bounce

Ein grundlegend anderes Modell wurde vom oszillierenden Universum abgeleitet und führt zum „Big Bounce“ (Großer Rückprall). Der Big „Bounce“ ist ein theoretisches Modell der Entstehung des Universums. Es ist vom Modell des oszillierenden Universums abgeleitet.

Dabei wird angenommen, dass der Urknall das Resultat des Kollapses (Big Crunch) eines Vorgängeruniversums war. Nach der aktuellen Urknall-Theorie hätte das Universum zum Zeitpunkt Null eine unendliche Dichte haben müssen.

Eine solche Beschreibung stünde im Widerspruch zum Unbestimmtheitsprinzip der Quantenmechanik und wegen auftretender Singularitäten auch zur Relativitätstheorie, die auf sehr kleinen Längenskalen im Bereich der Planckskala ihre Gültigkeit verlöre.

Die Big-Bounce-Theorie geht von einer Quantisierung der Raumzeit aus und vermeidet so die problematischen Singularitäten, da alle physikalischen Größen nur endliche Werte annehmen können.

Sollte das jetzige Universum in einem Big Crunch enden, sollte es ein Nachfolgeuniversum geben. Dabei wird angenommen, dass das Universum zuerst eine unendliche Ausdehnung hatte und ohne Materie existierte. Infolge einer spontanen Symmetriebrechung bei der Kontraktion wurde Masse erzeugt.

Modell der Entstehung unseres Universums (Y) durch Rückprall nach dem Zusammenfallen eines anderen Universums (X)
Quelle: Wikipedia

Das Universum wird sich mit immer größerer Geschwindigkeit ausdehnen. Auf diese Weise wird sich der Raum zwischen den Galaxien irgendwann schneller als das Licht vergrößern, sodass keinerlei Informationen mehr von einer Galaxie zur anderen gelangen können und irgendwann auch der Sternenhimmel finster wird. Alles wird dann in einem großen dunklen Nichts voneinander abgeschnitten sein.

Auch innerhalb der Galaxien wird das Auseinanderstreben dominieren. Dann wird sich alles auflösen und nichts mehr wird bleiben: Für alle Ewigkeit wird die Zeit der Dunklen Energie die Oberhand haben.

Zu einem ähnlichen Ergebnis gelangen auch die sog. Stringtheorie-Forscher. Diese erwägen, dass die Gravitation die gesamte Materie im Universum zusammenziehen könnte und die Ausdehnung des Universums wieder zum Stillstand kommen könnte, um sich schließlich wieder in einem Punkt zu vereinen.

Ausblick: Die Zukunft des Universums

Unabhängig vom letztendlichen Schicksal des Universums, die in die erläuterten Theorien stimmen darin überein, dass das Universum sich kontinuierlich und mit zunehmender Geschwindigkeit ausdehnen wird.

Diese Ausdehnung könnte schließlich dazu führen, dass Galaxien so weit voneinander entfernt sind, dass keine Informationen mehr zwischen ihnen übertragen werden können.

Dies würde das Universum in ein großes, dunkles Nichts verwandeln, in dem die Dunkle Energie vorherrscht.

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