Astrophysikerin Katie Mack erklärt: Wie wird das Universum enden?

Eine undatierte Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops zeigt die riesige Spiralgalaxie UGC 2885, die rund 232 Million Lichtjahre von uns entfernt liegt.

Eine undatierte Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops zeigt die riesige Spiralgalaxie UGC 2885, die rund 232 Million Lichtjahre von uns entfernt liegt.

Der Anfang unseres Universums scheint wissenschaftlich recht gut durchdrungen zu sein. Aber wie schaut es mit dessen Ende aus astrophysikalischer Sicht aus? Darüber hat die Astrophysikerin Katie Mack ein Buch geschrieben. Im Gespräch mit dem RND gibt sie Einblicke in das „Ende von allem“.

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Frau Mack, warum haben Sie ein Buch über das Ende des Universums geschrieben? Wollten Sie Ihre eigene schreckliche Angst mit anderen Menschen teilen?

Katie Mack: Ja, ich denke, zu einem gewissen Teil war das das Ziel (lacht). Die Kosmologie erforscht das gesamte Universum – vom Anfang bis zum Ende. Ich habe mich in meiner Arbeit viel mit dem Beginn des Universums beschäftigt, aber ab und an bin ich auf interessante Forschungsarbeiten über das Ende gestoßen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten bezüglich der Zukunft des Kosmos, die alle miteinander verbunden sind. Das hat mich begeistert und fasziniert. Und immer wenn ich auf Veranstaltungen über das Endes des Universums gesprochen habe, waren die Menschen ebenfalls sehr besorgt, aber auch aufgeregt und neugierig.

Was bitte ist am Ende des Universums aufregend?

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Nun, es ist ein großes, dramatisches Event. Es ist aufregend, weil es gewaltvoll und beängstigend ist, aber nicht unmittelbar bedrohlich. Nichts, worüber man sich unmittelbar Sorgen machen müsste oder vor dem man weglaufen sollte. Außerdem widerspricht es unserer Vorstellung, dass das Universum ewig ist, immer da war und immer da sein wird. Dass das Universum eines Tages zu Ende geht, ist schwer zu verarbeiten.

Katie Mack ist Astrophysikerin und Assitenzprofesssorin am Fachbereich Physik der North Carolina State University. Ihr Twitter-Account @AstroKatie gehört weltweit zu den meistbesuchten Accounts von professionellen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen.

Katie Mack ist Astrophysikerin und Assitenzprofesssorin am Fachbereich Physik der North Carolina State University. Ihr Twitter-Account @AstroKatie gehört weltweit zu den meistbesuchten Accounts von professionellen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen.

Ist es denn sicher, dass das Universum enden wird?

Wir wissen, dass das Universum einen Anfang hatte und in den frühsten Momenten ganz, ganz anders war. Das Universum, so wie wir es kennen, begann vor 13,8 Milliarden Jahren und hat sich seitdem weiter entwickelt und verändert. Wir wissen, dass die Bedingungen für Strukturen, Planeten und Sterne heute weniger geeignet sind als vor einigen Milliarden Jahren. Diese Entwicklung setzt sich fort. Es gibt keine seriöse Theorie, die davon ausgeht, dass Universum in seinem derzeitigen Zustand verharrt. Also ja, es wird enden.

Ist das Ende des Universums auch das Ende von allem?

Wir wissen nicht, was außerhalb des beobachtbaren Universums sein könnte. Darunter versteht man die Sphäre mit einem Radius von rund 46 Milliarden Lichtjahren, die wir beobachten können und aus der wir Informationen ziehen können. Wir wissen viel über die Evolution dieses Bereichs des Weltalls. Er scheint auch nichts Besonderes zu sein. Es gibt gute Gründe dafür anzunehmen, dass es so Milliarden für Milliarden Lichtjahre weitergeht. Wir können aber nicht sagen, ob es außerhalb des Bereichs, den wir sehen können, etwas gibt, das eine andere Evolution durchläuft, das weitergehen könnte.

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Sie beschreiben in Ihrem Buch mehrere Möglichkeiten, wie das Ende des Universums aussehen könnte. Wie lautet denn die wahrscheinlichste?

Als am wahrscheinlichsten gilt der Hitzetod des Universums. Hitze meint in diesem Zusammenhang reine ungeordnete Energie. Laut dieser Theorie expandiert unser Universums seit seiner Entstehung. In den 90ern haben wir herausgefunden, dass diese Ausdehnung sich beschleunigt. Der Abstand zwischen den Galaxien wird demnach immer größer, sie interagieren immer weniger miteinander. So werden weniger Sterne geboren. Die Sterne in den Galaxien werden ausbrennen. Wenn die Sterne kollabieren, wird es viele schwarze Löcher geben, aber auch die verdunsten. Die Materie zerfällt. Das Einzige, was übrig bleiben wird, ist die Strahlung des Zerfalls. Es die traurige Geschichte eines einsamen, dunklen Kosmos.

Warum können wir uns noch nicht sicher sein, dass das Universum den Hitzetod stirbt?

Die große Ungewissheit betrifft die Dunkle Energie, also das, was dafür verantwortlich ist, dass sich das Universum schneller ausdehnt. Wir wissen nicht, was das ist. Die Hypothese ist, dass es sich dabei um eine kosmologische Konstante handelt. Eine Eigenschaft der Raumzeit, der die Dehnbarkeit quasi eingebaut ist. Wenn die Dunkle Energie eine kosmologische Konstante ist, dann kommt es zum Hitzetod. Aber die Dunkle Energie könnte auch etwas völlig anderes sein.

Und dafür gibt es dann andere Theorien?

Ja, eine lautet zum Beispiel, dass die Dunkle Energie schwächer wird, kehrtmacht und dann das Universum kollabiert. Das bezeichnet man als „Big Crunch“: Die Galaxien entfernen sich nicht voneinander, sondern kommen zusammen. All die Energie und Materie des Kosmos presst sich zusammen und erhitzt sich. Das All komprimiert und füllt sich mit heißem Plasma. Das ist zwar unwahrscheinlich, aber wir können es nicht ausschließen. Wenn die Dunkle Energie dagegen immer stärker wird, dann könnte das Universum auseinanderreißen.

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Katie Mack, „Das Ende von allem … astrophysikalisch betrachtet“, Piper, 272 Seiten, ISBN: 3492070809, 22 Euro.

Katie Mack, „Das Ende von allem … astrophysikalisch betrachtet“, Piper, 272 Seiten, ISBN: 3492070809, 22 Euro.

Haben Sie eine Lieblingstheorie?

Ja, sie nennt sich Vakuumzerfall. Sie haben vielleicht schon einmal vom Higgs-Boson gehört, das verbunden mit dem Higgs-Feld ist. Das legt im Grunde fest, wie die Physik in unserem Universum funktioniert, wie die subatomaren Teilchen miteinander interagieren. Wir wissen, dass dieses Feld zu Beginn des Universum anders war, als es heute ist. Und als es sich veränderte, schuf es die Bedingungen für Protonen, Elektronen, Neutronen und alle Teilchen, die wir kennen und verstehen. Das Beunruhigende ist: Wir haben das Higgs-Feld untersucht und es besteht die Möglichkeit, dass es sich wieder verändern könnte. Das würde die Naturgesetze in unserem Universum verändern, Atome etwa könnten nicht existieren. Es wäre die totale Zerstörung, ausgelöst von einem subatomaren Ereignis.

Nichts davon können wir verhindern. Warum sollten wir uns trotzdem für das Ende des Universum interessieren?

Ich denke, wir Menschen sind von Natur aus neugierig, wie das Universum funktioniert, was seine Vergangenheit und seine Zukunft ist. Wir sind emotional damit verbunden und wollen verstehen: Wo sind wir in dieser Erzählung? Sind wir nahe am Beginn des Universums oder nahe an seinem Ende? Ich denke nicht, dass es einen großen praktischen Nutzen haben wird, das herauszufinden. Aber es hat sich auch gezeigt, dass wenn wir das Universum besser verstehen, es uns auch etwas für unseren Alltag verraten kann. Die Relativitätstheorie etwa begann als theoretische Berechnung und hat nun einen großen Nutzen: Ohne sie gäbe es kein GPS. Man weiß also nicht, welche Auswirkungen das Wissen um die Zukunft des Universum haben wird.

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