DIE ZUKUNFT DES UNIVERSUMS

Datum 23.01.2009 18:36:04 | Thema: Artikel

Von Reptomaniac

Schon immer machten sich die Menschen Gedanken dar체ber, wie sich das Universum in Zukunft entwickeln wird. Wird es ewig bestehen oder wird eines eines Tages enden?
In fr체heren Zeiten, als die Erde noch gleichbedeutend mit der Welt war und das Ende der Erde dem Weltuntergang gleichgesetzt wurde, war die Besch채ftigung mit solchen Fragen noch eine Dom채ne der Mythologien und Religionen. Inzwischen sucht die Wissenschaft Antworten darauf und Forscher machen sich ihre Gedanken 체ber das Schicksal des Kosmos in weit entfernter Zukunft.

Wird sich das Universum auf ewig ausdehnen, wird seine Expansion eines Tages zum Stillstand kommen oder wird es sogar einmal wieder in sich zusammenst체rzen und ein neuer Urknall stattfinden? Derzeit erscheint die letzte M철glichkeit, die als "Big Crunch" bezeichnet wird, ziemlich ausgeschlossen, denn seit der Entdeckung der Dunklen Energie deutet alles darauf hin, dass sich der Kosmos sogar beschleunigt ausdehnt. Damit stehen auch die Chancen f체r einen Stillstand der Expansion nicht gerade gut. Nach heutiger Erkenntnis wird sich die Ausdehnung des Universums bis in alle Ewigkeit fortsetzen. Was bedeutet dies f체r die Sterne, Planeten und uns? In unvorstellbaren Zeitr채umen werden Ereignisse stattfinden, die das Universum ver채ndern werden.

Das Ende unsere Erde kommt in kosmischen Ma횩st채ben gesehen in ziemlich kurzer Zeit, etwa in 4,5 Milliarden Jahren. Dann n채mlich hat unsere Sonne ihren Vorrat an Wasserstoff aufgebraucht und bl채ht sich zu einem Roten Riesen auf. Ihre Oberfl채che wird fast bis zur Erdbahn reichen (vielleicht auch dar체ber hinaus und unseren Planeten verschlingen), alle Meere und die Atmosph채re verdampfen, die Oberfl채che der Erde schmilzt und ein Leben wird dann nicht mehr m철glich sein. Nach ihrer Rote-Riesen-Phase wird die Sonne in sich zu einem Wei횩en Zwerg zusammenst체rzen und im Laufe der 횆onen erkalten.

_MSC_ORIGINAL_IMAGE

Im Laufe der n채chsten Billionen Jahre verschmelzen die Galaxien zu riesigen Materieansammlungen. Die meisten Sterne haben sich in Wei횩e Zwerge verwandelt und erkalten, andere sind als Supernova explodiert. Nur noch Rote Zwergsterne leuchten, die letzte M철glichkeit f체r Leben im Universum, da sie in ihrem Endstadium 채hnlich hell wie unsere Sonne strahlen. Aber auch die 횆ra der Roten Zwergsterne endet nach etwa 100 Billionen Jahren.

Die folgende Zeit wird als "Epoche der Degeneration" bezeichnet. Das Brennmaterial der Sterne, Wasserstoff und Helium, ist aufgebraucht, nur noch Braune Zwerge - Objekte mit zuwenig Masse, um das stellare Feuer zu entz체nden - besitzen davon Vorr채te. Ab und zu kollidieren zwei Braune Zwerge, daraus bildet sich ein Roter Zwerg. In der Zeit zwischen 100 Billionen und 100 Trilliarden Jahren entstehen so in jeder Galaxie zwischen 10 bis 100 Roter Zwergsterne. Etwa alle Billion Jahre kollidieren zwei Wei횩e Zwerge und vergehen in einer Supernova. Zur gleichen Zeit l철sen sich die riesigen Galaxien auf. Die erloschenen Sterne fallen entweder in schwarze L철cher oder schleudern sich gegenseitig bei nahen Begegnungen aus den Milchstra횩en heraus.

Von nun an gibt es zwei M철glichkeiten, wie sich das Universum weiterentwickelt. Es h채ngt davon ab, ob das Proton stabil ist oder nicht. Manche Theorien besagen, dass es zwar sehr langlebig (10^37 Jahre) ist, aber eines Tages doch zerfallen wird. Trifft dies zu, wird das Schicksal des Kosmos folgenderma횩en aussehen: Die Epoche der Degeneration endet, alle Materie verwandelt sich in Elektronen, Positronen und Gammastrahlen, die einzigen massiven Objekte sind nur noch die Schwarzen L철cher. Aber auch sie existieren nicht ewig. Aufgrund der Hawking-Strahlung "verdampfen" sie im Laufe der Zeit und beenden ihr Dasein mit einem kurzen Lichtblitz, der das tote und dunkle All f체r einen Moment erleuchtet.

Alle Strukturen haben sich aufgel철st, es gibt nur noch Paare von sich gegenseitig umkreisenden Elektronen und Positronen, ihre Bahnen k철nnen gr철횩er sein, als unser heutiger Kosmos. Inzwischen hat sich das Universum um das 1040fache vergr철횩ert. Im Laufe von 10^116 Jahren treffen die Teilchen aufeinander und zerstrahlen. Jetzt gibt es nur noch einige Neutrinos und Photonen mit riesigen Wellenl채ngen. Das Zeitalter der ewigen Nacht ist angebrochen.

Bis jetzt wurde allerdings noch kein Protonenzerfall beobachtet, d.h. sehr wahrscheinlich sind Protonen doch stabil. In diesem Fall nimmt die Geschichte einen anderen Verlauf. Noch lange Zeit nachdem die letzten Schwarzen L철cher zerstrahlt sind, treiben tote Planeten und erloschene Sterne durch die Weiten des Alls. In fast unendlichen Zeitr채umen verwandelt sich deren Materie durch Kernzerfall oder durch Fusionsreaktionen allm채hlich in Kugeln aus Eisen. Das wird in einem Zeitraum von etwa 10^1500 (eine 1 mit 1500 Nullen!) Jahren geschehen. Aber damit ist das Ende immer noch nicht erreicht. Diese Eisenkugeln schrumpfen im Laufe der n채chsten 횆onen je nach Gr철횩e entweder zu Neutronensternen oder Schwarzen L철chern. Diese Epoche wird bis zu 10^1076 Jahre dauern. Danach werden sich auch diese letzten Schwarzen L철cher wieder aufl철sen und zerstrahlen.

Jetzt gibt es nur noch kosmischen Staub. Ab und zu wird er sich unter dem Einflu횩 der Schwerkraft zusammenballen und ein neues Schwarzes Loch entsteht, das wiederum eines Tages wieder vergeht. Und eines Tages gehen auch diese letzten Reste von Materie zur Neige. Danach wird nur noch ewige K채lte und Dunkelheit herrschen.

Vielleicht wird aber unser Universum in relativ kurzer Zeit ein weitaus dramatischeres Schicksal erleiden. Manche Forscher glauben, dass die Dunkle Energie im Laufe der Zeit 체ber alle Ma횩en anw채chst (sog. Phantom-Energie) und sich so die Expansion des Raumes unvorstellbar beschleunigt. In diesem Fall w채re das Ende der Welt in ca. 30 bis 50 Milliarden Jahren zu erwarten. Dieses Szenario wird als "Big Rip" bezeichnet. Die Expansionsgeschwindigkeit des Universums 체bersteigt eines Tages alle Ma횩e und der Raum wird buchst채blich auseinandergerissen. Zuerst l철sen sich die Galaxienhaufen auf, dann die Galaxien, drei Monate vor dem Ende zerfallen die Sonnensysteme, 30 Minuten vor dem endg체ltigen Aus wird die Erde auseinander gerissen und schlie횩lich werden zum Schlu횩 sogar alle Atome zerfetzt.

Es gibt aber noch eine weitere M철glichkeit f체r die Zukunft, bzw. das Ende des Universums. Das h채ngt davon ab, ob das Vakuum seinen energetisch niedrigsten Zustand erreicht hat, d.h. ob es stabil ist. Die Dinge in der Natur streben danach, m철glichst den niedrigsten Energiezustand zu erreichen. Z.B. wird eine Kugel von einer instabilen Lage auf einer Bergspitze (energetisch hoher Zustand) in eine stabile Lage im Tal (energetisch niedriger Zustand) rollen. Genauso k철nnte es beim Vakuum noch eine niedrigere stabile Form geben. Wir nehmen heute zwar an, dass das Vakuum stabil ist, aber dennoch k철nnte es noch nicht das echte Vakuum sein, sondern nur ein falsches. Dass es sich innerhalb der letzten Milliarden Jahre nicht ver채ndert hat, muss nicht bedeuten, dass es stabil ist. Ebenso wie eine Kugel, die lange Zeit auf einer ebenen Tischplatte ruht und eines Tages angesto횩en wird und 체ber den Rand zu Boden f채llt, k철nnte auch ein falschen Vakuum durch irgendein Ereignis sich in ein echtes verwandeln.

Vielleicht ist ein solches Ereignis, ohne dass wir es wissen, irgendwo im Universum schon aufgetreten. Die Physiker Sidney Coleman und Frank De Luccia haben sich mit dieser Frage besch채ftigt und berechnet, was in so einem Fall geschehen w체rde: Irgendwo im Universum hat sich eine winzige Blase aus echtem Vakuum, die von dem falschen umgeben ist, gebildet, Sofort nach ihrer Enstehung wird sie sich mit einem Tempo, das sich bald der Lichtgeschwindigkeit n채hert, ausdehnen und dabei einem immer gr철횩er werdenden Bereich des falschen Vakuums in sich aufnehmen und in echtes verwandeln. Die Energiedifferenz (ca. 1087 Joule pro cm쨀 Raum) konzentriert sich in der Wand der Blase. die sich mit ungeheurer Geschwindigkeit durch das Universum frisst, immer mehr anw채chst und auf ihrem Weg alles vernichtet.

Falls sich eine solche Blase aus echtem Vakuum uns n채hern sollte, w체rde die Vorwarnzeit nicht einmal drei Minuten betragen. Dann w체rden sich augenblicklich alle Elementarteilchen in ihrem Wesen und in ihren Wirkungen radikal ver채ndern, die Protonen k철nnten schlagartig zerfallen, alle Materie wird vernichtet. Nach der Ver철ffentlichung der Arbeit der beiden Physiker wurde dar체ber diskutiert, ob so ein Ereignis auch unbeabsichtigt durch Experimente an Teilchenbeschleunigern (z.B am LHC am CERN) ausgel철st werden k철nnte. Bei Zusammenst철횩en von Elementarteilchen mit hoher Energie innerhalb eines sehr kleinen Bereiches und innerhalb einer sehr kurzen Zeit k철nnten kurzfristig Bedingungen auftreten, die einen Vakuumzerfall erm철glichen. Und w채re erst einmal ein Blase aus echtem Vakuum geschaffen, w체rde sie sich augenblicklich ausdehnen, und sei sie auch nur mikroskopisch klein.

Nichts k철nnte das Ende der Welt, so wie wir sie kennen, aufhalten. Die Forscher Piet Hut und Martin Rees gaben zun채chst Entwarnung, da die Energiemengen, die mit heutigen Beschleunigern erzeugt werden k철nnen, bei weitem nicht ausreichen. Jede Sekunde werden Atome unserer Atmosph채re von der kosmischen Strahlung von vielfach h철herer Energie bombardiert, und das seit Milliarden von Jahren, ohne dass etwas passiert ist. In 채u횩erst seltenen F채llen k철nnen aber zwei kosmische Strahlen frontal aufeinander prallen. Dabei k철nnen Energien freigesetzt werden, die die in heutigen Teilchenbeschleunigern erzeugten um ein Milliardenfaches 체bersteigen. Nach heutigem Erkenntnisstand nimmt man aber an, dass unser Vakuum seinen stabilsten Zustand erreicht hat und dass ein Vakuumzerfall sehr unwahrscheinlich ist.

Alle bisher vorgestellten Varianten setzen voraus, dass unser Universum auf nat체rlichem Weg entstanden ist und eine durch die Naturgesetze bestimmte kosmische Evolution durchl채uft. Vielleicht ist unser Kosmos aber auch das Ergebnis eines Experimentes einer weit fortgeschrittenen Zivilisation aus einem anderen Universum. Japanische Wissenschaftler haben sich damit besch채ftigt, was geschehen w체rde, wenn der umgekehrte Fall wie oben beschrieben eintreten w체rde, also wenn innerhalb des echten Vakuums eine Blase aus falschem entstehen w체rde.

Nach ihren Berechnungen w체rde sich das falsche Vakuum sehr schnell ausdehnen, das widerspricht aber der Annahme, dass die Region aus echtem Vakuum die aus falschem verdr채ngt und nicht umgekehrt. Aus der Sicht eines Beobachters au횩erhalb der Blase aus falschem Vakuum w체rde diese nicht anwachsen, sondern eher wie ein schwarzen Loch wirken, ein Beobachter innerhalb der Blase w체rde aber beobachten, wie sie sich immer mehr ausdehnt. Jetzt w채re ein Baby-Universum enstanden, das mit seinem Mutter-Universum noch kurze Zeit mit einem Wurmloch wie mit einer Nabelschnur verbunden ist. Aber schon bald w체rde das Wurmloch zerfallen und das Baby-Universum h채tte sich "abgenabelt". Dann w체rde es keine Verbindung zu seinem Mutter-Universum mehr haben und seine eigene kosmische Entwicklung durchlaufen.

Manche Forscher nehmen an, dass auch unser Universum ein "Nachkomme" eines anderen Kosmos sein - ob auf nat체rlichem Weg entstanden oder als Ergebnis eines Experiments sei dahingestellt - und die Eigenschaften seines Mutter-Universums geerbt haben k철nnte. Vielleicht existiert so etwas wie ein kosmischer genetischer Code, d.h. Mutter-Universen geben ihre Eigenschaften an ihre Kind-Universen weiter.

_MSC_ORIGINAL_IMAGE

Ganz anders sieht es aber aus, falls unser Universum eine Simulation ist oder von einem Gott (oder mehreren G철ttern) erschaffen wurde. In beiden F채llen w채ren keinerlei Voraussagen mehr zu machen, wie das Schicksal unserer Welt aussehen k철nnte, denn wir w채ren der Willk체r unserer Sch철pfer vollkommen ausgeliefert. Aus unserer Sicht w체rde es keinen Unterschied machen, ob unser Kosmos als ein Programm auf einem Computer einer uns 체berlegenen Zivilisation l채uft oder ob ein g철ttliches (oder d채monisches) Wesen dahintersteckt. Die Zukunft unserer Welt k철nnte n채mlich auch so aussehen, dass die hypothetischen, au횩erkosmischen Programmierer eines Tages ihres Spiels 체berdr체ssig sind und unser Universum (und damit auch uns) einfach abschalten oder das ein Gott in seiner Willk체r die Welt wieder im Nichts versinken l채횩t. Leider sind diese M철glichkeiten nicht ausgeschlossen und es bleibt nur noch die Hoffnung, dass es nicht dazu kommt.


Reptomaniac, 23.01.2009


Quellen:
Paul Davies - Die letzten drei Minuten
Bild der Wissenschaft
zeit.de
focus.de
wikipedia



Dieser Artikel stammt von Ufos-Co.de
http://www.ufos-co.de/news_artikel/htdocs

Die URL für diesen Artikel lautet:
http://www.ufos-co.de/news_artikel/htdocs/modules/news/article.php?storyid=1720