Astronomie

«Schreckliches Ende im Nichts»

Astrophysiker Ben Moore modelliert mit einem Supercomputer die Entstehung und Entwicklung des Universums. Ein Gespräch über den Urknall, die Dunkle Energie und das Ende des Kosmos.

Thomas Gull und Roger Nickl

Ben Moore: «Die Zukunft des Universums sieht finster aus: Galaxien lösen sich auf, Sterne sterben, alles wird dunkel und kalt.» (Bild: Jos Schmid)

Ben Moore, weshalb sind Sie Astrophysiker geworden?

Ben Moore: Das habe ich meinem Vater, der Förster war, zu verdanken. Obwohl nur ein einfacher Arbeiter, machte er sich Gedanken über die Natur und das Universum. Er fragte mich jeweils: «Was denkst du, wie dies alles entstanden ist – das Universum, die Erde, wir?» Er selbst konnte diese Fragen nicht beantworten und ermutigte mich, an die Universität zu gehen, statt im Wald zu arbeiten. Von ihm bekam ich auch interessante Bücher, etwa die des Physikers Paul Davies. So wurde meine Neugierde geweckt, und ich ging an die Universität, um Physik zu studieren und die Fragen meines Vaters zu beantworten.

Woran arbeiten Sie zurzeit?

Im letzten Jahrzehnt haben wir nicht nur ein Modell des Urknalls entwickelt, der am Ursprung des Universums steht. Wir haben auch herausgefunden, wie und unter welchen Bedingungen die Strukturen des Universums entstanden sind. Wir wissen heute sehr gut, in welchem Zustand das Universum ein paar Stunden nach dem Big Bang war. Und wir wissen, woraus die Sterne, Planeten, Galaxien entstanden sind. Wir kennen aber noch nicht alle Bestandteile unseres Universums, das gilt insbesondere für die Dunkle Materie und die Dunkle Energie. Aber es gibt Modelle dafür, die wir in unsere Kalkulationen integrieren können. Mit unserem Supercomputer können wir – ausgehend von ursprünglichen Bestandteilen – die Entwicklung des Universums simulieren. Am Schluss solcher Simulationen sehen wir dann hoffentlich Sterne, Planeten und Galaxien, wie wir sie heute tatsächlich beobachten können.

Welches waren denn die ursprünglichen Bedingungen?

Mit dem Urknall wurden Zeit und Raum geschaffen. Weshalb sich der Big Bang ereignete und was davor war, wissen wir nicht. Das sind grosse, offene Fragen. Tatsache aber ist: den Big Bang hat es gegeben. Und heute wissen wir auch, in welchem Zustand sich das Universum unmittelbar danach befand. Zu Beginn war die Materie sehr fein verteilt. Wenn wir bis zu den Anfängen des Universums zurückblicken, sehen wir eine Art Meer mit vielen ganz kleinen Wellen. Diese Wellen entstanden, weil sich dort besonders viel Materie und Partikel angehäuft hatten. Es gab also kleine Unregelmässigkeiten bei der Verteilung der Materie im frühen Universum. Dank der Schwerkraft haben diese Materieansammlungen dann weitere Materie angezogen. So sind die ersten Strukturen des Universums entstanden, aus denen sich später Sterne, Planeten, Galaxien formierten.

Die Gravitation hat in der Dunklen Energie eine Gegenspielerin. Wie wirkt sich das aus?

Die Dunkle Energie ist eine abstossende Kraft, die der Gravitation entgegenwirkt. Heute ist sie noch nicht sehr stark, sie wird in Zukunft aber immer stärker werden. Wir wissen noch nicht, weshalb das so ist. Schlussendlich wird die Dunkle Energie aber dominieren. Sie wird dafür sorgen, dass das Universum sich immer schneller ausdehnt und sich die Galaxien immer weiter voneinander entfernen.

Sie sind dabei zu erklären, wie das sichtbare Universum entstanden ist und wie es sich in Zukunft entwickeln wird. Doch wie sieht es mit dem Big Bang aus – gibt es Theorien zu seinem Ursprung?

Wir verstehen die Entwicklung des Universums bis zur ersten Sekunde nach dem Urknall. Damals war die Materie des gesamten Universums auf die Grösse eines Atoms komprimiert – alles war unvorstellbar dicht und heiss. Die Kräfte, die dazu geführt haben, kennen wir aber nicht. Wir können nur das sichtbare Universum erklären, das mittlerweile 13,7 Milliarden Jahre alt ist und seit seinen Anfängen Licht ausstrahlt. Wir können also nicht sagen, ob unser Universum sich nur auf das beschränkt, was wir sehen können, oder ob es letztlich unendlich gross ist. Viele Wissenschaftler glauben heute, es gebe eine Art Multiversum.

Wie muss man sich ein Multiversum vorstellen?

Die Wissenschaft steht vor einem philosophischen Problem. Denn unser Universum wird, wie gesagt, immer stärker von der Dunklen Energie angetrieben, die dafür sorgt, dass es sich immer schneller ausdehnt. Das Universum hat also einen klar definierten Ausgangspunkt, den Urknall, und ein schreckliches Ende im Nichts – die Galaxien lösen sich auf, die Sterne sterben, alles wird dunkel und kalt. Philosophisch betrachtet ist das doch sonderbar. Wenn nun aber das Universum unendlich wäre, gäbe es folglich auch die Möglichkeit einer unendlichen Vielfalt von Erscheinungsformen. Teile dieses unendlichen Multiversums könnten über genügend Materie verfügen, um erneut zu kollabieren. Andere Teile wiederum könnten gerade jetzt neu geschaffen worden sein und sich ausdehnen wie unser Universum.

Das heisst, unser Universum könnte Teil eines viel grösseren Universums sein?

Eines unendlichen Universums, von dem wir nichts wissen, ja.

Wenn Sie sich die Entwicklung des Universums anschauen – ist es ein Zufall, dass die Erde als bewohnbare Oase in einer kalten und lebensfeindlichen Umgebung existiert?

Das klingt poetisch. Doch die Antwort ist deprimierend: Ja, es ist nur Zufall. In unserer Galaxie gibt es rund 10 Milliarden Sterne wie unsere Sonne. Sie alle werden von Planeten umkreist. Wenn sich diese in der richtigen Distanz zu ihrer Sonne befinden und auch die anderen Bedingungen stimmen, gibt es eine Chance, dass auf vielen dieser Planeten Leben entsteht. Ich halte das für sehr wahrscheinlich.

Mit Ihrem Kollegen Lawrence Krauss beschäftigen Sie sich in einem Projekt mit der Zukunft unserer Galaxie. Was wissen Sie über die Zukunft?

Sie wird wie bereits angetönt sehr düster sein: Denn zumindest in unserem Teil des Universums wird früher oder später alles Leben aussterben. Alle Sterne werden erlöschen, unsere Sonne wird explodieren und das Zentrum der Galaxie kollabiert in das Schwarze Loch, das sich in der Mitte befindet – der Rest driftet auseinander. Am Schluss bleibt nur das Schwarze Loch und sonst nichts übrig. Nichts ist stabil, nichts dauert ewig. Die Galaxie wird sich ausdehnen, bis die Gravitation sie nicht mehr zusammenhalten kann und sie von der Dunklen Energie vollends auseinandergerissen wird.

Doch bevor alles auseinanderdriftet, kollidiert die Milchstrasse noch mit der Andromeda-Galaxie?

Genau. Das passiert kosmologisch betrachtet in vergleichsweise kurzer Zeit, in zwei bis drei Milliarden Jahren.

Thomas Gull und Roger Nickl sind Redaktoren des unimagazins.

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