Leser fragen, Experten antworten

Raul Schneeberg aus Pankow möchte wissen, ob das Weltall tatsächlich unendlich ist. Vom Institut für theoretische Physik antwortet Prof. Dr. Robert Schrader.

Die moderne Forschung zur Frage nach der Struktur des Universums beginnt 1917 mit Albert Einstein. Er postulierte, was man heute das kosmologische Prinzip nennt: Im Mittel großer Abstände sieht das Universum überall und in alle Richtungen gleich aus. Gemäß diesem Postulat hat das Universum keinen Rand, sprich kein Ende.

Bestätigt wurde diese Annahme der Homogenität im Jahre 1926 vom amerikanischen Astronomen Edwin Hubble. Bei seinen Beobachtungen darüber, wie sich Galaxien im All verteilen, fand er keinen Hinweis auf einen Rand des Weltalls. Er war es auch, der feststellte, dass sich Galaxien umso schneller entfernen, je weiter sie von uns entfernt sind. Moderne Untersuchungen von Lichtsignalen, die über 13 Milliarden Jahre durch das All gereist sind, haben dieses bekräftigt. Der belgische Priester und Physiker Georges Lemaître, der als Begründer der Urknalltheorie gilt, hat dieses Phänomen 1927 in Anwendung der allgemeinen Relativitätstheorie als eine Expansion eines endlichen Universums gedeutet. Die allgemeine Relativitätstheorie sagt im Großen und Ganzen vorher, dass die im Raum vorhandenen Massen wegen ihrer gegenseitigen Anziehung diesen krümmen. Die Endlichkeit kann man daher so verstehen, dass die Galaxien das Weltall gewissermaßen so weit nach innen biegen, bis es sich in sich schließt.

Anschaulich kann man sich das Universum wie die Oberfläche eines Luftballons vorstellen. Die Expansion interpretieren Astrophysiker als Ergebnis einer explosionsartigen "Geburt" (big bang) des Universums vor 13 Milliarden Jahren und entspricht dabei dem Aufblasen des Luftballons.

Neueste astronomische Messungen deuten darauf hin, dass sich diese Expansion zurzeit sogar noch beschleunigt. Verursacht wird sie vermutlich durch eine so genannte "dunkle Energie", die abstoßend wirkt. Ihre Herkunft und somit weitere physikalische Eigenschaften versteht man derzeit allerdings noch nicht.

Sie konkurriert mit den üblichen Massen als auch mit der ebenfalls anziehenden, nicht sichtbaren aber trotzdem nachgewiesenen "dunklen Materie". Falls letztere sich durchsetzen, könnte das dazu führen, dass das Universum in einem Punkt kollabiert ("big crunch").