Dehnt sich das Universum aus, und wohin?

Es wird nicht nur angenommen, dass sich das Universum ausdehnt, es gilt seit der WMAP-Sonde (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) und seit Menschen wie Edwin Hubble als faktisch erwiesen.

Warum? Hubble fand heraus, dass sich alle Galaxien von uns entfernen. Und je weiter sie sich von uns überhaupt entfernt sind, desto schneller entfernen sie sich auch von uns. Es gibt dabei keinen zentralen Punkt von dem aus sie sich entfernen. Die Galaxien streben einheitlich auseinander.

Wie weit eine Galaxie entfernt ist, kann man an der Rotverschiebung des Lichtes erkennen. Wie geht das? Licht hat eine bestimmte Wellenlänge. Blaues Licht hat eine Wellenlänge von etwas mehr als 400 nm (Nanometer). Rot ist langwelliger – etwa bei bis zu 700 nm. Bei seiner Reise durch den Raum dehnt sich das Licht zusammen mit dem Raum aus. Je weiter es reisen muss, desto mehr dehnt es sich auch aus und desto roter wird es dann eben logischerweise – so würde ab einer großen Entfernung selbst ein sehr blau leuchtender Stern uns rot erscheinen. Das sieht man sehr gut im Hubble Ultra Deep Field Bild. Dort sind sehr alte Galaxien zu sehen, über 10 Milliarden Jahre alt. Diese erscheinen alle sehr gelb-orange, obwohl sie eigentlich eher weiß/bläulich erscheinen müssten.
Für die Messungen der Rotverschiebung nimmt man allerdings nicht die Lichtfarbe, die man sieht, sondern schaut sich bestimmte Spektrallinien der Elemente an. Jedes chemische Element hat in den Spektrallinien sogesehen seinen unverwechselbaren Fingerabdruck. Und bei diesen Linien überprüft man, wie weit sich Richtung Rot verschoben haben.

Wie kann man sich das mit der Ausdehnung aber nun vorstellen? Man macht auf einen leeren Luftballon viele kleine Punkte und pustet ihn dann auf. Alle Punkte entfernen sich dann gleichmäßig voneinander und zwischen ihnen ist mehr Platz. Dabei entfernen sich Punkte die weiter auseinander sind aber auch schneller – und das auch ohne, dass es irgendwo einen Punkt gibt von dem sich alle anderen entfernen.
Man kann sich nun unser Universum als höherdimensionale (meintwegen 4, bzw. dimensionale) Kugel vorstellen, die sich auch so ausdehnt.

Und das erklärt auch, warum das Universum nicht unendlich ist, aber man trotzdem nicht an ein Ende kommt. Wie ein Käfer auf einer Kugel bewegt sich das Raumschiff durch das Universum. Irgendwann kommt man da wieder raus, wo man den Flug gestartet hat. So wie der Käfer, der ewig um die Kugel läuft.

Und wohin dehnt sich das ganze aus? Da gibt es unterschiedliche Theorien. Die eine sagt folgendes: Es dehnt sich eben ins Nichts aus, so komisch das auch klingen mag. Alles was unser Universum ist, befindet sich innerhalb der Raumzeit. Raumzeit, weil Raum und Zeit eine unzertrennliche Einheit darstellen, die Raumzeit. Und nur innerhalb dieser kann etwas existieren. Außerhalb ist kein Raum und keine Zeit. Daher ist da eben nichts und das Universum expandiert in dieses Nichts.

Andere Theorien gehen dann in Richtung von Multiversen und Paralleluniversen. Und diese werden heute sogar als wahrscheinlicher angesehen. Danach expandiert unser Universum in einen Hyperraum. In diesem Hyperraum, einem höherdimensionen Raum, schweben dann sehr viele Universen wie eine Art von Seifenblasen und dehnen sich aus. Gelegentlich kollidieren auch welche und dies setzt Energie frei, die sich in einem Urknall äußern könnte – so würde ein neues Universum geboren.

Und dann gibt es da noch die M-Theorie, eine vereinheitlichung der bisherigen String-Theorien (die leider alle einige Anomalien hatten). Da die M-Theorie frei von diesen Anomalien ist, gilt sie auch als Spitzenreiter wenn es um die Weltformel geht. Laut dieser Theorie ist ein Universum eine Art schwingende Membran (Brane) – oder sowas wie ein Brot das man in Scheiben schneidet. So stellt jede Scheibe neben der Anderen ein eigenes Universum dar. Auch hier können diese gelegentlich sich berühren und neue Universen bilden. Auf jeden Fall brauchen wir für diese Theorie aber insgesamt 11 Dimensionen – zum größten Teil aber im Bereich der Quantenmechanik. Die Strings sind danach noch viele Millionen Milliarden mal kleiner als Atome.

Auf jeden Fall bieten die neuen Theorien viel Raum für ein Universum, sich auszudehenen – eben in einen vieldimensionalen Hyperraum. Wir als dreidimensionale Wesen können das aber nicht erfassen. Wir sind an unsere drei Dimensionen und die Zeit gebunden. Daher dehnt sich das Universum für uns ins nichts aus, auch wenn dieses Nichts eigentlich „nur“ ein sehr komplexer Raum ist.

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