Welches Modell wohl die Realität beschreibt?

Die Frage, wie das Universum endet, ist eine der spannendsten überhaupt. Leider können wir sie derzeit nicht beantworten. Jedes der hier vorgestellten, kosmologischen Modelle hat Stärken und Schwächen - aber keines von ihnen ist bisher sicher bewiesen, nicht einmal annähernd.

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Derzeit ist die verbreitetste Annahme, dass das Universum durch einen Urknall entstand, ewig expandiert und in ferner Zukunft düsterer, leerer und kälter wird (Big Freeze). Dieser Ablauf wäre nicht-zyklisch. Ein anderes populäres nicht-zyklisches Modell ist Big Rip. Dabei breitet sich das Universum ewig aus und wird am Ende zerrissen - im Extremfall sogar bis zu subatomarer Größenordnung.

Die Standardmodell-Urknall-Theorie, zu der Big Freeze und Big Rip gehören, hat ein Problem: Sie erfordert die Existenz der kosmischen Inflationsepoche kurz nach dem Urknall. Diese Inflationsepoche wird zwar von der Mehrheit der Kosmologen akzeptiert, aber von nicht wenigen Andersdenkenden angezweifelt.

Das bekannteste klassische Modell eines zyklischen Universums ist das Big-Bounce-Modell. Es beschreibt ein Universum, dessen Expansion irgendwann zum Stillstand kommen wird, worauf die große Kontraktion folgt. Durch die Kontraktion wird alle Masse zu einem winzigen Punkt zusammenfallen und irgendwann wird ein neuer Urknall stattfinden, der einfach als Knall bezeichnet wird. Mit jedem Knall beginnt der Zyklus von Neuem. Dieses Modell benötigt keine kosmische Inflationsepoche, hat aber damit zu kämpfen, dass Beobachtungen darauf hindeuten, dass das Universum mit der Zeit schneller und nicht langsamer expandiert.

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Das modernere CCC-Modell von Roger Penrose ist ebenfalls ein zyklisches Modell. Es beschreibt jedoch ein Universum, das ewig expandieren und nie kontrahieren wird. Das Universum erreicht am Ende eines jeweiligen Zyklus (Äon genannt) immer wieder einen Zustand, bei dem es keine Materie mit Ruhemasse mehr gibt. In einem solchen Zustand existieren nur noch masselose Teilchen, die mit Lichtgeschwindigkeit fliegen - und bei Lichtgeschwindigkeit sind weder Zeit noch Raum existent.

Dieser Zustand ähnelt dem vermuteten Zustand vor dem Urknall. Durch eine Quantenfluktuation kommt es, so die Theorie, zu einem neuen Knall. Das CCC-Modell hält es für möglich, dass sehr fortschrittliche Zivilisationen des vorherigen Äons mittels dieser masselosen Teilchen Nachrichten an uns im neuen Äon übermittelt haben. Allerdings hat es das Problem, dass ein eindeutiger Nachweis signifikanter Muster in der kosmischen Hintergrundstrahlung hilfreich wäre - aber bisher fehlt.

Einen gemeinsamen Schwachpunkt haben alle vier Modelle: Sie gehen davon aus, dass es dunkle Energie und dunkle Materie gibt und dass sie auch noch die Hauptbestandteile des Universums sein sollen. Beide wurden aber noch nicht direkt gemessen, was bedeutet, dass ihre Existenz nicht bewiesen ist. Es gibt in der Physik auch Theorien, die ohne dunkle Energie oder dunkle Materie auskommen. Da sie aber vielfach davon ausgehen, dass manche Grundannahmen der heutigen Physik falsch sind, sind sie in der Fachwelt nicht besonders akzeptiert.

Die schwierigsten Fragen des Lebens

Wie entstand alles?

Was steckt hinter Begriffen wie: Materie, Energie, Kräfte, Raum, Zeit?

Wie sieht die Zukunft von allem aus?

Das sind die Fragen, die dieser Fachbereich der Kosmologie zu beantworten versucht. Es liegt auf der Hand, dass die Antworten schwierig zu finden sind.

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Hinter einem Modell steht oft ein Lebenswerk

Die Gründe, aus denen Kosmologen dem einen oder dem anderen Modell anhängen, können dabei sehr unterschiedlich sein. Vielleicht wurden sie durch ihre Professoren geprägt oder durch eine frühe Mitarbeit an einem bestimmten Projekt, das ihre Karriere begründete. Vielleicht halten sie es aber auch persönlich für richtig oder finden es sympathisch, möglicherweise auch aus philosophischer Sicht.

Im Laufe eines lebenslanges beruflichen Werdegangs kann dadurch eine Art Ideologie oder zumindest eine sehr subjektive Sichtweise entstehen. Die Physikerin Anna Ijjas hat das zum Beispiel an sich und auch an anderen Kolleginnen und Kollegen beobachtet. Während ihrer ersten Doktorarbeit habe sie festgestellt, dass Forscher persönlichen Präferenzen und eigener Weltanschauung mehr folgten, als sie sich eingestehen möchten, sagt sie.

Dennoch: Fast jede Forschung an den Modellen ist sinnvoll, um mehr über das Universum zu lernen. Selbst wenn das Modell, an dem man forscht, sich am Ende als falsch herausstellen sollte, hilft die Forschung in den meisten Fällen dabei, mehr über die Bestandteile und physikalischen Eigenschaften des Universums zu erfahren.

Miroslav Stimac ist Informatiker, promovierter Wirtschaftswissenschaftler und aktuell Teilzeitstudent der Astronomie. Er arbeitet seit 2004 als Entwickler mit branchenübergreifender Projekterfahrung, hauptsächlich in Business Intelligence, Data Science und Statistik. Seine fachlichen Interessenschwerpunkte sind Astronomie, Japanologie, Konsumforschung und Robotik.

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 Keine Ruhemasse, kein Raum, keine Zeit
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Neuro-Chef 14. Mai 2021

Mich auch. Ich fand dabei nur nicht plausibel, warum das Militär ausgerechnet labile...

Neuro-Chef 14. Mai 2021

Ja, sehr schön! :)

fein-beobachtet 26. Okt 2020

Zitat von Seite 4: "Nach einigen Minuten war das Universum kühl genug und es entstanden...

megazocker 17. Okt 2020

füllt ein Glas mit Wasser, wobei das Glas das MAX des Universum ist. Ein paar Zutaten wie...

Golg 16. Okt 2020

Mindestens einer der folgenden Aussagen ist wahrscheinlich falsch: 1. Es gibt nur dieses...



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