Ein ziemlich verrücktes Universum

Das Universum: scheinbar unendliche Weiten. Hier eine unserer Nachbar-Galaxien, die Kleine Magellansche Wolke. Bild: NASA, ESA, STScI
Das Universum: scheinbar unendliche Weiten. Hier eine unserer Nachbar-Galaxien, die Kleine Magellansche Wolke. Bild: NASA, ESA, STScI

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Wie ist das Universum entstanden? Wie hat es sich entwickelt, wie wird es in Zukunft damit weitergehen? Und gibt es eigentlich Außerirdische – oder sind wir allein in den Weiten des Alls? Das sind nur einige der vielen Fragen, die zu den aufregendsten und spannendsten Themen gehören, mit denen sich die Wissenschaft beschäftigt. Wenn ihr die nächsten Zeilen aufmerksam lest, werdet ihr – nein, leider keine Antworten erhalten. Die kennen wir schließlich selbst nicht. Noch nicht. Jedenfalls nicht auf alle diese Fragen. Denn vieles davon ist noch völlig offen. Ihr werdet trotzdem staunen! Staunen über das, was man schon weiß und was es dort oben über unseren Köpfen am Sternenhimmel so alles gibt. Und ihr werdet etwas über die Raumfahrt-Missionen erfahren, mit deren Hilfe wir unser Universum noch besser verstehen wollen: um einige seiner vielen Geheimnisse zu lüften – und um wahrscheinlich dann wieder vor neuen Fragen zu stehen. Starten wir also zu einer Reise in die Unendlichkeit …

Na ja, das war vielleicht etwas übertrieben und dick aufgetragen: „Unendlichkeit“ ist ein großes Wort. Inzwischen sind sich die Wissenschaftler gar nicht mehr so sicher, ob das Universum wirklich unendlich groß ist. Vielleicht ist es nur einfach sehr, sehr groß. Angefangen hat es jedenfalls mit einem großen Knall – zumindest da sind sich inzwischen fast alle Wissenschaftler einig. Fangen wir daher doch einfach mal am Anfang an.

Als das Nichts explodierte …

Hier explodiert zwar „nur“ ein Stern. Aber so ähnlich kann man sich auch den Urknall vorstellen. Aus dem Nichts heraus soll dabei das Universum entstanden sein. Bild: NASA, ESA, STScI
Hier explodiert zwar „nur“ ein Stern. Aber so ähnlich kann man sich auch den Urknall vorstellen. Aus dem Nichts heraus soll dabei das Universum entstanden sein. Bild: NASA, ESA, STScI

Wie man sich den Urknall vorstellen soll? Schwer zu sagen. Ein kluger Schriftsteller hat mal geschrieben: „Am Anfang war das Nichts. Und das ist dann explodiert.“ Wissenschaftler drücken das etwas anders aus: Mit dem „Big Bang“ – wie man den Urknall im Englischen bezeichnet – begannen Raum und Zeit. Moment mal! Raum und Zeit sollen da entstanden sein? Genau: Da ist nicht plötzlich in einem vorher leeren Weltraum eine ganze Menge Materie und Energie explodiert. Sondern der Raum selbst entstand erst in dieser Sekunde. Und auch die Zeit.

Über diese Sätze solltet ihr vielleicht nicht zu lange nachdenken – man kann davon geradezu Kopfschmerzen bekommen. Jedenfalls: Man hat inzwischen sehr genau gerechnet und gemessen – und dabei festgestellt: Alle Galaxien entfernen sich immer weiter voneinander und der gesamte Weltraum dehnt sich anscheinend immer weiter aus. Das – und vieles andere – spricht für die Urknall-Theorie. Denn wenn alles in alle Richtungen auseinander strebt, kann man natürlich – wenn man dabei die Geschwindigkeit messen kann – leicht zurückrechnen, wann das alles noch ganz dicht zusammen war. So ist man sich inzwischen recht sicher, dass der Urknall vor etwa 13,7 Milliarden Jahren stattgefunden haben muss. Und zwar an einem Donnerstag-Nachmittag so um halb vier. Nein, das mit dem Donnerstag stimmt natürlich nicht. Das ist nur einer der kleinen Späße, mit denen wir euch als Leser von DLR_next bei Laune halten wollen – damit das Lesen eben auch dann Spaß macht, wenn’s mal um etwas komplizierte Dinge geht.

Aber ganz nebenbei haben wir hier etwas ziemlich Bemerkenswertes gelernt: Wenn sich das Universum ausdehnt, kann es nicht unendlich groß sein. Denn wie sollte es sich dann immer weiter ausdehnen? Was schon unendlich groß ist, kann ja schließlich nicht noch größer werden … Oder doch? Um ehrlich zu sein: Wir wissen es nicht. Niemand weiß es. Wir können lediglich abschätzen, wie groß der Teil des Universums ist, den wir heute beobachten können. Instrumente wie das Weltraum-Teleskop Hubble haben junge Galaxien gesichtet, die über 13 Milliarden Jahre von uns entfernt sind. Oder genauer: Diese Objekte waren so weit weg, als sie das Licht ausgesendet haben, das wir heute sehen. Inzwischen hat sich das Universum aber weiter ausgedehnt, sodass diese Objekte inzwischen auch viel weiter weg sind. Rechnet man das alles aus, so ist das Universum, das wir heute beobachten können, in jeder Richtung über 40 Milliarden Lichtjahre groß! Wie schon angedeutet: Von manchen dieser Gedanken zum Thema Universum kann einem beinahe schwindelig werden! Und dabei sind wir noch ganz am Anfang …

Wie viel wiegt das Universum?

Das Universum – so viel steht schon mal fest – ist eine ziemlich verzwickte Angelegenheit.

Das gilt auch für seine Zukunft: Wird sich das All immer mehr ausdehnen? Oder kommt dieser Prozess der Ausdehnung irgendwann zum Stillstand? Zum Beispiel, weil sich ja alle Sterne und Galaxien eigentlich gegenseitig anziehen müssten. Wie ein unsichtbares Gummiband sollte diese Anziehungskraft wirken. Wird die Ausdehnung also eines fernen Tages verlangsamt oder sogar gestoppt? Spielt sich dann alles wieder rückwärts ab – wie in einem Film, der vom Ende zum Anfang zurückgespult wird? Weil sich alle Sterne und Galaxien immer stärker anziehen?

Zwei Galaxien ziehen sich gegenseitig an. Irgendwann werden sie sich zu einer großen Galaxie vereinigen. Die Anziehungskräfte, die diese Ansammlungen von vielen Milliarden Sternen aufeinander ausüben, müssten eigentlich dafür sorgen, dass die Ausdehnung des Weltalls allmählich verlangsamt wird. Stattdessen beschleunigt sie sich – von solchen Ausnahmen abgesehen – immer mehr. Bild: NASA, ESA, STScI
Zwei Galaxien ziehen sich gegenseitig an. Irgendwann werden sie sich zu einer großen Galaxie vereinigen. Die Anziehungskräfte, die diese Ansammlungen von vielen Milliarden Sternen aufeinander ausüben, müssten eigentlich dafür sorgen, dass die Ausdehnung des Weltalls allmählich verlangsamt wird. Stattdessen beschleunigt sie sich – von solchen Ausnahmen abgesehen – immer mehr. Bild: NASA, ESA, STScI

Das alles hängt davon ab, wie viel Masse das Universum überhaupt hat. Wäre sie groß genug, um die Ausdehnung aufzuhalten? Oder ist die Gesamtmasse aller Himmelskörper, Staubteilchen und Gaswolken dafür zu gering? Wer siegt: die Ausdehnung oder die Anziehung? Schwer zu sagen. Wie viele Tonnen wiegt wohl so ein Universum? Wirklich schwer zu sagen. Vor allem auch, weil man inzwischen vermutet, dass wir überhaupt nicht alle Materie wahrnehmen können, die es im All gibt. Anscheinend existiert da nämlich so etwas wie unsichtbare Materie – die Wissenschaftler nennen sie Dunkle Materie.

Und um die Sache noch etwas komplizierter zu machen: Auch eine sogenannte Dunkle Energie soll es da draußen geben. Die Dunkle Materie würde die Ausdehnung verlangsamen. Von der Dunklen Energie nimmt man aber an, dass sie für einen ganz überraschenden Effekt verantwortlich sein könnte: Neueste Messungen haben nämlich ergeben, dass die Ausdehnung des Universums nicht etwa allmählich langsamer abläuft, sondern im Gegenteil sogar immer schneller. Ist die Dunkle Energie also so etwas wie eine „Anti-Schwerkraft“, die die Ausdehnung des Alls beschleunigt?

Gibt es Außerirdische?

Die Astrophysiker beschäftigen sich mit solchen Fragen, um die Entwicklung unseres Universums und auch seine Beschaffenheit besser zu verstehen. Und offenbar gibt es da noch vieles zu erforschen und zu entdecken. Manches aber werden wir Menschen vielleicht auch nie herausfinden. Kein Grund natürlich, es nicht zu versuchen …

Das könnte auch für die Frage gelten, ob es außer uns noch andere intelligente Lebewesen irgendwo dort draußen gibt. Zwar sind viele Wissenschaftler überzeugt: Die Chance ist ziemlich groß, dass außerirdische Zivilisationen existieren. Warum sollte die Erde unter vielen Milliarden Himmelskörpern der einzige sein, auf dem Leben entstanden ist? Doch ob wir jemals den Beweis dafür erhalten werden, dass es Außerirdische gibt – da gehen die Meinungen auseinander. Und ob wir mit ihnen in Verbindung treten könnten? Wohl kaum, sagen viele Experten: Hunderte, Tausende und vielleicht sogar Millionen von Jahren wären Signale zwischen uns und anderen bewohnten Welten unterwegs. Wie soll man da auf gleicher Wellenlänge funken und Botschaften austauschen – von Reisen mit Raumschiffen ganz zu schweigen. Einen kleinen Hoffnungsschimmer bilden die sogenannten Exoplaneten, die man in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, inzwischen in recht großer Zahl gefunden hat. Das sind Planeten, die andere Sterne umkreisen – so wie die Erde die Sonne umrundet. Vielleicht findet man da in unserer näheren Umgebung tatsächlich eines Tages eine „zweite Erde“.

Parallele Welten?

Wer mehr über all diese Dinge erfahren will, für den – oder die – gibt es hier auf vielen Seiten weitere spannende Links und Informationen: zu hupenden Autos und kosmischen Tempolimits, einem genialen Physiker namens Albert Einstein und auch zu den geheimnisvollen „Schwarzen Löchern“ – für die an dieser Stelle einfach kein Platz mehr ist.

Klickt euch also durch eines der verrücktesten Universen, die es gibt!

Universen? Gleich mehrere?

Nun ja: Einige Wissenschaftler glauben wirklich, dass unser Universum nicht das einzige ist. Sie halten es für denkbar, dass es Parallel-Universen gibt, in denen sogar Doppelgänger von uns leben. Manche wie wir selbst, andere etwas anders. Wer also eine „Fünf“ in Mathe oder Physik hat: nicht den Kopf hängen lassen. Euer Doppelgänger in der Parallel-Welt ist da vielleicht ein Genie! Vielleicht seid ihr aber auch selbst ein solches Genie – und müsstet nur etwas besser im Unterricht aufpassen und häufiger die Hausaufgaben machen. Und vielleicht überzeugt euch ja all das, was ihr hier lest: dass es sich nämlich lohnt, dafür ein paar Formeln zu pauken. Dann werdet ihr vielleicht auch in diesem Universum als Weltraumforscher oder Physiker Karriere machen. Ob das klappt, können wir natürlich nicht garantieren. Was wir aber – fast – garantieren können: Wenn’s klappt, werdet ihr einfach verdammt viel Spaß an eurem Job haben! Nebenbei bemerkt gilt das eigentlich für die meisten Jobs im DLR …