Das Universum begann einmal sehr klein mit dem Urknall; seitdem expandiert es. Astronomen können beobachten, dass sich die Galaxien voneinander entfernen. Andererseits gibt es die Schwerkraft, die dazu führt, dass sich Materie zusammenklumpt. So sind einst die Sterne und Galaxien entstanden, und so entstehen auch Schwarze Löcher: Materie zieht sich gegenseitig an.
Es könnte ein neuer Urknall kommen – oder das Universum endet im Strahlenbrei
Nun gibt es mehrere Möglichkeiten: Entweder die Expansion des Universums wird immer langsamer und hört irgendwann auf. Dann wird sich alles aufgrund der Schwerkraft wieder zusammenziehen, vielleicht sogar bis an einem Punkt wie ganz am Anfang. Und dann könnte – so sagen Astrophysiker – auf diese Kontraktion ein neuer Urknall folgen. Das Universum würde also bildhaft gesprochen "atmen": Ein paar Billionen Jahre dehnt es sich aus, dann zieht es sich wieder zusammen, und dann geht alles von vorne los.
Die zweite Möglichkeit: Die Expansion geht immer weiter. Im Moment scheint das der wahrscheinlichere Fall zu sein. Die Hinweise verdichten sich, dass sich die Expansion sogar noch beschleunigt. Dafür machen die Astrophysiker die sogenannte "dunkle Energie" verantwortlich, von der sie nicht so genau wissen, was das ist – deshalb "dunkel". Solange die Forscher jedoch nicht wissen, worauf diese dunkle Energie beruht, ob sie immer gleich ist, oder sie mit der Zeit stärker oder schwächer wird, bleibt alles Spekulation. Ein Szenario ist, dass durch diese dunkle Energie nicht nur die Galaxien immer weiter auseinanderdriften, sondern auch die Materie selbst, die von den Sternen übrig bleibt. Irgendwann würde sie sogar die Elementarteilchen auseinanderreißen. Es würde dann keine Materie-Teilchen mehr geben, sondern das ganze Universum wäre ein einziger, über den gesamten Kosmos gleich verteilter kalter Strahlenbrei.
Wann könnte das passieren?
Aus unserer Wahrnehmung in einer Ewigkeit, nämlich in ein paar Hundert Billiarden Jahren. Zum Vergleich: Seit dem Urknall sind etwa 14 Milliarden Jahre vergangen. Wenn man nun diesen Strahlenbrei als das Ende ansieht, hätte unser Universum zum jetzigen Zeitpunkt nicht einmal ein Tausendstel seines "Lebens" hinter sich.
Würde mit dem Strahlenbrei das Universum mutmaßlich enden?
Das ist die große Frage. Möglichkeit 1: Ja, der Strahlenbrei ist das Ende. Nichts passiert mehr, es herrscht Stagnation. Eine 2. Möglichkeit hat vor wenigen Jahren der große Mathematiker Roger Penrose vorgeschlagen. Er sagt: In diesem Endzustand gibt es keine Zeit mehr. Die Raumzeit – das wissen wir durch Einstein – wird ja erst durch Masse und Gravitation erzeugt. Wenn die Welt aber nur noch aus Strahlung besteht – und das heißt aus masselosen Teilchen, die mit Lichtgeschwindigkeit hin- und herfliegen – dann hört auch die Zeit auf zu existieren. Und da sagt Penrose: Das ist genau wie beim Urknall ganz am Anfang.
Das heißt, obwohl der Urknall – extrem heißer Urzustand, die ganze Welt auf engstem Raum – eigentlich das genaue Gegenteil ist vom mutmaßlichen Ende, dem kalten Strahlenbrei in einem extrem expandierten Universum, können die beiden Zustände mathematisch ineinander übergehen. Das heißt für ihn, aus dem Strahlenbrei könnte ein neuer Urknall hervorgehen und damit buchstäblich eine neue Zeit entstehen. Er spricht von Zyklen der Zeit. Eine faszinierende Vorstellung.
Aber letztlich muss man sagen: All das sind graue Theorien. Aber zumindest zur Frage, wann das (heutige) Universum enden wird, kann man wohl sagen: Es hat noch deutlich mehr Zeit vor sich als hinter sich.
- Galaxienkollision
- Neuer Nachthimmel
- Das Ende der Sonne
- Es wird dunkel
- Das Ende des Universums
Galaxienkollision
Auch, wenn man davon ausgeht, dass sich die Menschheit nicht irgendwann selbst zerstören wird – das Ende kommt bestimmt. Die Astrophysik verrät uns, wann und wie definitiv jegliches Leben enden wird.
Das erste große Ereignis von astronomischer Bedeutung, das die Erde betrifft, ist die Kollision unserer Heimatgalaxie Milchstraße mit der Nachbargalaxie Andromeda. In etwa vier Milliarden Jahren treffen beide Galaxien frontal aufeinander, sagt die NASA voraus. Die Relativgeschwindigkeit beträgt etwa minus 400.000 Kilometer pro Stunde. Mit dieser Geschwindigkeit rast also Andromeda auf unsere Galaxie zu.
Diese Daten konnten Astronomen durch Messungen mit dem Hubble-Teleskop genau bestimmen. Das Zusammentreffen wird laut Vorhersage folgendermaßen aussehen: Zunächst durchqueren sich beide Galaxien. Es entsteht eine elliptische Großgalaxie, die ähnlich wie ein schwebender Wassertropfen um ein gemeinsames Massezentrum schwingt.
Auch wenn das zerstörerisch klingen mag: Nur etwa hundert von insgesamt vielen Milliarden Sternen in der Milchstraße kollidieren mit Objekten aus Andromeda. Eine verschwindend geringe Zahl. Unserem Sonnensystem passiert also mit großer Wahrscheinlichkeit gar nichts. Ein Sechser im Lotto wäre um einiges wahrscheinlicher.
Neuer Nachthimmel
Auf der Erde werden die Menschen allerdings einen neuen Nachthimmel sehen. Dieser besteht dann voraussichtlich aus der neuen Misch-Galaxie (von manchen "Milchdromeda" genannt). Möglich wäre, dass die Sonne in ein Doppelsternsystem hineingezogen wird und die Erde sogar zwei Sonnen umkreist.
Auch das bedeutet zunächst nicht unbedingt das Ende der Erde. Die einzige reale Gefahr besteht darin, dass die Erde einem anderen Stern oder einem Schwarzen Loch zu nahe kommen könnte. Planetenbahnen würden dadurch instabil und im schlimmsten Fall könnte die Erde in die Sonne stürzen. Aber auch dies ist unwahrscheinlich.
Das Ende der Sonne
Die wirklich entscheidende Zukunft der Erde liegt in den Sternen. Genauer gesagt in der Zukunft von Sternen wie der Sonne. Die Sonne spendet uns Licht und Wärme – Grundvoraussetzungen für Leben auf der Erde. Doch irgendwann wird die Sonne auch das Ende des Lebens auf der Erde besiegeln.
In etwa fünf bis sieben Milliarden Jahren wird sie sich auf spektakuläre Weise verwandeln. Ihr Durchmesser nimmt zu, die Leuchtkraft steigt. Die sonnennächsten Planeten Merkur, Venus und Erde werden dabei zerstört.
Die Sonne ist ein gigantischer Kernfusionsreaktor. Sie besteht hauptsächlich aus Wasserstoff. In ihrem Inneren sind Druck und Temperatur so hoch, dass Wasserstoffatome miteinander zu Heliumatomen verschmelzen. Dabei wird eine ungeheure Menge Energie frei.
Nachdem ihr Wasserstoffvorrat erschöpft ist, bläht sich die Sonne auf. Dabei wird sie vorübergehend sogar noch intensiver leuchten: Als ein "Roter Riese", ein Riesenstern, wird ihre Leuchtkraft im Alter von etwa zehn Milliarden Jahren doppelt so groß sein wie heute.
Allerdings scheint sie dann nicht mehr gelb, sondern rot, weil sie wesentlich kühler sein wird – daher der Name "Roter Riese". Im Zentrum der Sonne ist in diesem Stadium aller Wasserstoff verbraucht. Übrig bleibt eine Kugel aus Helium.
Während sich die Sonne ausdehnt, wird ihre Korona die Planeten Merkur und Venus verschlucken. Die Erde wird voraussichtlich nicht komplett von der Sonne einverleibt. Dennoch werden die Bedingungen Leben auf der Erde unmöglich machen. Auf der Erdoberfläche wird es mehr als 1000 Grad heiß sein. Die Erde verwandelt sich in einen Wüstenplaneten, dessen Oberfläche schließlich aus flüssigem Gestein bestehen wird.
Durch die geringer werdende Masse der Sonne schwindet zwar auch die Anziehungskraft auf die Erde. Sie entkommt der Sonne also zunächst ein Stückchen. Das Leben auf der Erde wird jedoch schon vorher zu Ende gehen. Nicht nur die hohen Temperaturen, auch das veränderte UV-Spektrum der Sonne vernichtet jede Art von Leben auf der Erde.
Woher weiß man das? Die Sonne ist vor rund fünf Milliarden Jahren entstanden. Die Milchstraße ist elf bis zwölf Milliarden Jahre alt, das Universum dreizehn Milliarden Jahre. Andere Sterne in der Milchstraße haben ein Alter von zehn bis elf Milliarden Jahren, also sechs bis sieben Milliarden mehr als unsere Sonne.
Man beobachtet, dass Sterne mit sonnenähnlicher Masse praktisch der Reihe nach explodieren. Dieses Schicksal droht demzufolge auch unserer Sonne – eben in fünf bis sieben Milliarden Jahren.
Es wird dunkel
Selbst wenn die Menschheit dem Tod des Blauen Planeten entkommt, einen anderen Planeten besiedelt und überlebt – das Ende des Universums wird auch die technologisierteste Zivilisation nicht überleben. Denn der Kosmos dehnt sich immer schneller immer weiter aus.
In rund 10¹³ Jahren (das ist eine Zehn mit dreizehn Nullen) werden die ältesten heute bekannten Sterne ausgebrannt sein, denn auch ihr Brennstoff ist begrenzt. In 10¹⁴ Jahren wird die normale Bildung von Sternen zu Ende gehen.
Das bedeutet: Das Universum wird dunkel. Nur noch ausgebrannte Sternenreste sind übrig: Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher und eben die Himmelskörper, die keine Fusion unterhalten können: Braune Zwerge und Planeten. Es gibt keine Energiequellen mehr (wie beispielsweise die Sonne).
Eine Zivilisation müsste dann selbst ihre Energie herstellen. Allein das Aufheizen eines künstlichen Lebensraums gegen die Umgebungstemperatur (etwa minus 270 Grad Celsius) würde unvorstellbare Mengen an Energie verschlingen.
Das Ende des Universums
Doch das wahre Ende des Universums spielt sich auf atomarer Ebene ab. Wir blicken 10³⁶ Jahre in die Zukunft – eine Zehn mit 36 Nullen. In dieser unvorstellbar weit entfernten Zukunft wird die Materie beginnen, sich aufzulösen: Physiker glauben, dass dann die Protonen zerfallen werden.
Materie besteht aus Atomen, Atomkerne wiederum aus Protonen und Neutronen. Ohne Protonen gibt es folglich keine Atome, keine Moleküle, keine Zellen und auch kein Leben. Die Materie, wie wir sie kennen, existiert nicht mehr. Das Universum wird in einem völlig fremden Zustand sein. Allein Elektronen, Positronen und langwellige Photonen bilden die Bestandteile des Universums.
Manche Theorien sagen voraus, dass sich das Universum danach wieder zusammenziehen und es einen neuen Urknall geben wird. Andere sprechen von einer ewig andauernden Expansion. Egal, wie die Zukunft aussehen wird – in etwa zehn hoch hundert Jahren ist Leben im Universum unmöglich.