Das Universum. Ein Konstrukt, das selbst die schlausten Menschen bis heute nicht entschlüsseln konnten. Überall kommen Fragen auf, vom Urknall über die Entstehung der Erde bis hin zur dunklen Materie. Niemand kann genau wissen wie all das genau funktioniert. Trotzdem wollen wir versuchen eine der spannendsten offenen Fragen des Universums zu entschlüsseln: Wie genau sieht die Zukunft des Universums aus und wie sein Ende? Von Gina Kowalski und Alexander Floryszak

Wissenschaftler haben sich dazu drei verschiedene Hypothesen überlegt. In Anlehnung an die Theorie des „Big Bang“ (Urknall), heißen sie „Big Freeze“, „Big Rip“ und „Big Crunch“.
Welche dieser drei Theorien letztendlich eintritt, hängt sehr von der Menge der in unserem Universum vorhandener dunkler Energie ab.

Was ist dunkle Energie?

Dunkle Energie wirkt der Gravitation entgegen, welche die Expansion des Universums verlangsamt. Einige Theorien besagen, dass sie wie eine Art umgekehrte Gravitation wirkt, und damit das Universum auseinandertreibt. Sie dominiert die Gravitation da sie einen Großteil von schätzungsweise 68% des Universums ausmacht. Es wird vermutet, dass sich nur schwer Strukturen aus dunkler Energie bilden können. Dazu müsste demAuseinandertreiben, der negativen Gravitation, stark genug entgegen gewirkt werden.

Die Theorien des Big Freeze, Big Rip und Big Crunch bauen auf der Annahme auf, dass sich das Universum durch die dunkle Energie mit der Zeit immer weiter vergrößert.

Big Freeze

Bei der Theorie des Big Freeze geht man davon aus, das sich das Universum unendlich lange ausbreiten wird. Dabei wird wenig Energie auf sehr viel Raum verteilt, da in unserem Universum nur eine bestimmte Menge an Energie vorhanden ist. Die Temperatur sinkt im ganzen Universum immer weiter, da Sterne und schwarze Löcher verschwinden. Mit der Zeit erlöschen alle vorhandenen Sterne. Die Bildung von neuen Sternen ist irgendwann nicht mehr möglich, da nicht mehr genügend Materie an einem Ort vorhanden ist.

Auch alle schwarzen Löcher verschwinden, wie Stephen Hawking 1975 feststellte. Er konnte eine thermische Strahlung ausmachen, die von schwarzen Löchern ausgeht. Das bedeutet, dass sie nach und nach Energie verlieren und somit zusammenschrumpfen. Wenn die beiden Wärmequellen des Universums, Sterne und schwarze Löcher, nicht mehr vorhanden sind, wird das Universum langsam dunkel und kalt. Die Restliche Materie sind Staub und tote Sterne und die Temperatur sinkt überall auf das absolute Minimum.

Big Rip

Auch die Theorie des Big Rip beruht auf der dunklen Energie, die das Universum zur Ausbreitung treibt. Jedoch geht diese Theorie nicht davon aus, dass die Kraft der dunklen Energie aufgehalten werden kann. Die Ausbreitung des Universums wird in diesem Szenario immer weiter beschleunigt und entwickelt dadurch eine unaufhaltsame Kraft. Alle Objekte im Universum werden mit immer stärker werdender Kraft auseinanderzogen. Die Theorie des Big Rip besagt nun, dass alle Objekte des Universums am Ende auseinandergerissen werden. Das gilt für alles von Galaxien über Sterne bis hin zu Atomen. Der Big Rip reißt die Bestandteile des Universums auseinander und alles endet im Nichts.

Big Crunch

Wie wir mittlerweile wissen treibt die dunkle Energie das Universum immer weiter zur Ausbreitung. Somit wird auch die im Universum vorhandene Masse größer. Die Hypothese geht nun davon aus, dass die Gravitation dieser Masse die ausdehnende Kraft der dunklen Materie irgendwann überflügelt und die Ausdehnung des Universums langsam in ein Zusammenziehen übergeht. Somit würde sich die Energie bündeln und die Temperatur würde sich massiv erhöhen. Sterne würden von außen verglühen und die gebündelte Strahlung würde kurz vor dem Ende alle Atomkerne verreißen. Das Universum würde kurz vor dem kompletten Ende zu einem riesigen schwarzen Loch verschmelzen und sich selbst verschlucken.

Eine sogenannte Singularität würde entstehen, wie sie auch vor dem Urknall existierte. Darauf könnte dann ein neuer Urknall Folgen, der zum Entstehen eines komplett neuen Universums führt. Ob es zu so einem Ereignis je kommt hängt von der Dichte der dunklen Materie ab, die noch nicht ermittelt werden konnte. Aufgrund dieser fehlenden Informationen ist auch eine so irreal scheinende Theorie noch nicht wiederlegbar, obwohl die heutigen Werte eher dagegen sprechen.

Dieser Artikel ist ein Beitrag aus dem Unterrichtsprojekt „Die Erforschung des Universums„. Weitere Schüler-Beiträge finden sich unter dem Schlagwort Kosmologie-Projekt.