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KOSMOLOGIE
Am Ende gefriert die Zeit
von Stefan Deiters
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17. Dezember 2001

Viele Kosmologen beschäftigen sich mit der Frage, wie das Universum einmal entstand und zu dem wurde, was es heute ist. Der theoretische Astrophysiker Professor Abraham Loeb interessierte sich für das andere Extrem: Wie wird unser Weltall enden? Die Antwort, die Loeb jetzt veröffentlichte, ist überraschend: Die Zeit wird scheinbar stehen bleiben und das Universum extrem langweilig aussehen.

Lokale Gruppe
In 7 Milliarden Jahren dürften von der Milchstraße aus (unten links) nur noch die Galaxien der lokalen Gruppe sichtbar sein, wie etwa M77 (oben links), M33 (oben Mitte), M74 (links unter M33), M31 (Mitte) und NGC 147 (unten rechts). Bild: Harvard Smithsonian Center for Astrophysics
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Obwohl die Frage nach den Anfängen des Universums in den theoretischen Überlegungen deutlich mehr Gewicht zu haben scheint, hat das Schicksal unseres Weltalls Kosmologen schon immer beschäftigt: So vermuteten einige, dass sich irgendwann einmal die Expansion des Universums umkehren und alle Materie wieder in einem winzigen Punkt komprimiert würde. Im Gegensatz zu dieser Big Crunch genannten Theorie stand das Modell, dass die Ausdehnung unendlich lange weitergeht, die Sonnen verlöschen werden und schließlich komplette Dunkelheit herrscht.

Jetzt hat Professor Abraham Loeb, theoretischer Astrophysiker am renommierten Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, das Schicksal unseres Universums genauer untersucht. Das Bild, das er von der Zukunft unseres Alls malt, lässt unsere Milchstraße als recht einsamen Ort erscheinen, denn je älter das Weltall wird, desto weniger Galaxien werden sichtbar sein. Zusätzlich werden die Galaxien, deren Verblassen wir langsam beobachten, in ihrer zeitlichen Entwicklung eingefroren erscheinen.

Dieses überraschende Ergebnis ist ein direkte Konsequenz von Einsteins Relativitätstheorie kombiniert mit den zur Zeit aktuellen kosmologischen Parametern. Jüngste Untersuchungen hatten nämlich die Existenz einer zusätzlichen Kraft nahe gelegt, die dafür sorgt, dass die Expansion des Universums schneller wird und sich nicht etwa unter Einfluss der Gravitationswirkung der Galaxien verlangsamt. In die kosmologischen Modelle fließt dies in Form der kosmologischen Konstante ein, die Forscher zuweilen als Energiedichte des Vakuums beschreiben, ohne jedoch eine konkrete Vorstellung davon zu haben, wie diese geheimnisvolle Kraft eigentlich genau wirkt. Sie dürfte aber, so die Berechnungen von Loeb, dazu führen, dass entfernte Galaxien sich so schnell von uns entfernen, dass wir sie gar nicht mehr sehen können.

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Durch diese Beschleunigung wird sich unser kosmologischer Horizont in den nächsten 100 Milliarden Jahren dramatisch verkleinern, so dass wir nur noch etwa 1.000 Galaxien unserer näheren Umgebung beobachten können. Wenn eine Galaxie unseren kosmologischen Horizont überschreitet, wird ihr Bild quasi eingefroren erscheinen. Das Licht, was sie danach aussendet, wird uns nie mehr erreichen können. "Dieser Prozess ähnelt dem Vorgang, der zu beobachten ist, wenn eine Lichtquelle in ein Schwarzes Loch fällt," erläutert Loeb. "Sowie ein Objekt den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs überschreitet, erscheint sein Bild eingefroren und wird langsam schwächer, weil das Licht, das es hinter diesem Punkt ausgesandt hat, uns nicht mehr erreichen kann." Genauso wird es mit Galaxien passieren: Ihre Entwicklung dürfte für einen Beobachter auf der Erde plötzlich stoppen. Stattdessen wird man nur sehen können, wie ihr unverändertes Bild langsam verblasst.

Die Berechnungen von Loeb haben auch Konsequenzen für zukünftige Studien des Weltalls, weil die gefundenen Prozesse die Informationen, die unsere Nachfahren von fernen Galaxien erhalten, deutlich reduzieren werden. So können wir beispielsweise zur Zeit das Licht eines Quasars beobachten, das dieser aussandte als das Weltall gerade einmal eine Milliarde Jahre alt war. Loeb hat nun berechnet, dass wir die Entwicklung dieses Quasars nur noch für etwa sechs Milliarden Jahre verfolgen werden können. Dann wird er sich plötzlich nicht mehr weiter verändern: Sein gefrorenes Bild wird nur immer schwächer und schwächer werden.

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