Wie wird das Universum enden? "Nicht mit einem Knall, sondern mit einem Wimmern", schrieb der amerikanische Dichter T.S. Eliot über das Ende der Welt. Wenn Sie jedoch eine genauere Antwort wünschen, werden Sie feststellen, dass die Physiker unzählige Stunden damit verbracht haben, diese Frage in ihren Gedanken zu beantworten, und die plausibelsten Hypothesen ordentlich in einige Kategorien eingeteilt haben.
"Im Lehrbuch- und Kosmologieunterricht lernen wir, dass es drei grundlegende Zukünfte für das Universum gibt", sagte Robert Caldwell, Kosmologe an der Dartmouth University in Hannover, New Hampshire.
In einem Szenario könnte sich der Kosmos für immer weiter ausdehnen, wobei alle Materie schließlich in Energie zerfällt, was als "Hitzetod" bekannt ist, sagte Caldwell. Alternativ könnte die Schwerkraft dazu führen, dass das Universum wieder zusammenbricht und einen umgekehrten Urknall erzeugt, der als Big Crunch bezeichnet wird (wir werden dies später erklären). Oder es besteht die Möglichkeit, dass dunkle Energie dazu führt, dass sich die Expansion des Universums immer schneller beschleunigt und sich zu einem außer Kontrolle geratenen Prozess entwickelt, der als Big Rip bekannt ist.
Bevor wir über das Ende des Universums sprechen, gehen wir auf seine Geburt ein. Unser derzeitiges Verständnis ist, dass Zeit und Raum während des Urknalls begannen, als ein subatomarer, ultraheißer und superdichter Punkt nach außen explodierte. Sobald sich die Dinge ausreichend abgekühlt hatten, begannen Teilchen größere Strukturen wie Galaxien, Sterne und alles Leben auf der Erde zu bilden. Wir leben derzeit ungefähr 13 Milliarden Jahre nach dem Beginn des Universums, aber angesichts der verschiedenen Szenarien für seinen Untergang ist unklar, wie lange das Universum noch bestehen wird.
Im ersten Szenario - das Universum verbeugt sich aufgrund des Hitzetodes aus der Existenz - verbrennen alle Sterne im Kosmos ihren Treibstoff, wobei die meisten von ihnen dichte Überreste zurücklassen, die als weiße Zwerge und Neutronensterne bekannt sind. Die größten Sterne würden in schwarze Löcher fallen. Während diese Bestien nicht so ausgehungert sind, wie sie oft dargestellt werden, würde ihre massive Anziehungskraft bei genügend Zeit die meiste Materie in ihre alles verzehrenden Schlundsorten ziehen.
"Dann könnte etwas Spektakuläres passieren", sagte Caldwell gegenüber Live Science.
Es wird angenommen, dass Schwarze Löcher eine spezielle Art von Emission abgeben, die Hawking-Strahlung, benannt nach dem verstorbenen Physiker Stephen Hawking, der die Theorie zuerst postulierte. Diese Strahlung beraubt tatsächlich jedes Schwarze Loch eines winzigen Stücks Masse, wodurch das Loch langsam verdunstet. Nach 10 bis 100 Jahren (das ist die Nummer 1, gefolgt von 100 Nullen) werden sich alle schwarzen Löcher auflösen und nichts als inerte Energie zurücklassen, so Kevin Pimbblet, Astrophysiker an der University of Hull in Großbritannien.
Unter der großen Krise hingegen würde die Anziehungskraft von Sternen und Galaxien eines Tages das gesamte Universum wieder zusammenziehen. Der Prozess würde wie ein rückwärts gerichteter Urknall ablaufen, wobei galaktische Cluster zusammenbrechen und verschmelzen, dann Sterne und Planeten miteinander verschmelzen und schließlich alles im Universum wieder einen dichten Fleck von unendlich kleiner Größe bilden würde.
Ein solches Ergebnis verleiht dem Kosmos eine gewisse zeitliche Symmetrie. "Es ist ordentlich und sauber", sagte Caldwell. "Es ist wie wenn du zelten gehst; lass nichts zurück."
Die letzte grundlegende Möglichkeit für das Ende des Universums ist als Big Rip bekannt. In diesem Szenario zieht dunkle Energie - die mysteriöse Substanz, die der Schwerkraft entgegenwirkt - alles Stück für Stück auseinander. Die Expansion des Kosmos beschleunigt sich, bis sich entfernte Galaxien so schnell von uns entfernen, dass ihr Licht nicht mehr sichtbar ist. Während die Expansion schneller wird, verschwinden immer nähere Objekte hinter dem, was Caldwell als "Wand der Dunkelheit" bezeichnete.
"Galaxien ziehen auseinander, das Sonnensystem zerreißt, lassen Sie Ihrer Fantasie freien Lauf", sagte er. "Planeten und schließlich Atome, dann das Universum selbst."
Welches "Ende" wird passieren?
Da die Eigenschaften der Dunklen Energie noch nicht gut verstanden sind, wissen die Forscher nicht, welches dieser Szenarien sich durchsetzen wird. Caldwell hofft, dass in Entwicklung befindliche Observatorien wie das Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) der NASA oder das in Kürze eingesetzte Large Synoptic Survey Telescope (LSST) dazu beitragen werden, das Verhalten der Dunklen Energie aufzuklären und möglicherweise ein besseres Verständnis dafür zu ermöglichen das Ende des Universums.
Es gibt andere exotische Perspektiven, wie der Kosmos in den Eimer treten könnte. Nach den bekannten Gesetzen der Physik ist es möglich, dass das Higgs-Boson - ein Teilchen, das dafür verantwortlich ist, dass alle anderen bekannten Teilchen ihre Masse erhalten - eines Tages alles zerstören könnte. Als es 2012 entdeckt wurde, hatte das Higgs eine etwa 126-fache Masse eines Protons. Aber es ist theoretisch möglich, dass sich diese Masse ändert. Das liegt daran, dass sich das Universum derzeit möglicherweise nicht in der niedrigstmöglichen Energiekonfiguration befindet. Der gesamte Kosmos könnte sich in einem sogenannten instabilen falschen Vakuum befinden, im Gegensatz zu einem wahren Vakuum. Wenn die Higgs irgendwie in eine niedrigere Masse zerfallen würden, würde das Universum in einen wahren Vakuumzustand mit niedrigerer Energie fallen.
Wenn die Higgs plötzlich eine geringere Masse und andere Eigenschaften hätten, wäre alles andere im Universum ähnlich betroffen. Elektronen können möglicherweise nicht mehr um Protonen kreisen, was Atome unmöglich macht. Ebenso könnten Photonen Masse entwickeln, was bedeutet, dass sich Sonnenschein wie ein Regenschauer anfühlen könnte. Ob Lebewesen einen solchen Zustand überleben könnten oder nicht, ist unbekannt.
"Ich würde das als eine Art Teilchenphysik-Umweltkatastrophe einstufen", sagte Caldwell. "Es verursacht nicht direkt den Untergang des Universums - es macht es einfach zu einem beschissenen Ort zum Leben."
