Inhaltsverzeichnis hide 1 «Die Geburtenrate der Sterne bricht zusammen» 2 «Wenn Sie Gott dort platzieren, wo es der Wissenschaft nicht widerspricht, habe ich kein Problem» 3 «Wir suchen nach Relikten einer noch im Aufbau befindlichen Milchstraße» 4 Das Unbekannte Universum von Brian Schmidt

Zu Beginn des letzten Jahrzehnts der neunziger Jahre waren Astronomen entschlossen, herauszufinden, wie das endgültige Schicksal des Universums aussehen würde. Wenn alles mit einem Urknall begann, dem Urknall, von einem Punkt an, der zu den gegenwärtigen Dimensionen zu wachsen begann, wie schnell expandiert das Universum heute weiter? Und ist vor allem die Schwerkraft der Milliarden von Galaxien, die wir sehen können, diese Expansion zu verlangsamen? Könnte ich es überhaupt aufhalten? Brian Schmidt war der Mann (oder einer der Männer), der es geschafft hat, diese Fragen zu beantworten. Und er tat es an der Schwelle des Jahres 2000 mit einer sensationellen und unerwarteten Entdeckung, die unsere Wahrnehmung des Universums, in dem wir leben, für immer verändern würde.

In der Tat erkannte Schmidt, dass die universelle Expansion nicht nur langsamer wird, sondern sich auch beschleunigt . Das heißt, das Universum, in dem wir leben, wächst immer schneller, angetrieben von einer unbekannten Kraft, die die Wissenschaft mangels weiterer Einzelheiten als "dunkle Energie" bezeichnet. Diese "beschleunigte Expansion" macht die Materie, die das Universum (in Form von Galaxien und Sternen) enthält, zunehmend zerstreut und voneinander entfernt. Am Ende, in einer unvorstellbar langen Zeitspanne, wird das gesamte Universum für immer ausgelöscht sein, mit all der Materie, die über enorme Entfernungen in einem gigantischen und dunklen Raum verstreut ist. Das Ergebnis brachte Schmidt den Nobelpreis für Physik 2011 ein, den er mit zwei anderen Forschern, Adam Riess und Saúl Perlmutter, teilte. Schmidt war gestern in Madrid, um in der BBVA Foundation einen Vortrag über "The Accelerated Universe" zu halten. Dort gewährte er ABC ein Interview.

- Ihre Entdeckung hat eine sehr traurige Zukunft für das Universum ergeben ... Ist das Ende wirklich so kalt, einsam und dunkel?

- Ja, wie wir sehen können, verschwindet das gesamte Universum wie ein heißes Gas, das sich ausdehnt, bis es vollständig abkühlt und sich verdünnt. Wir können sagen, dass das Universum ein aufregendes und sehr aktives Prinzip hatte, den Urknall, und dass es eine dunkle Zukunft der Nichtexistenz haben wird, in der es zu nichts zurückkehren wird.

- Gibt es keine Alternative?

Einige Leute mögen die Idee, dass wir bereits alles über das Universum wissen. Aber so ist es nicht. Gibt es zum Beispiel vielleicht andere Universen? Oder ist uns bisher etwas Wichtiges entgangen? Etwas, das das Universum wiederbelebt, ihm die Kraft zurückgibt, die es hatte ...? Wenn das wirklich möglich ist, wenn das wahr ist, wissen wir es nicht ...

- Noch vor zwei Jahrzehnten dachten wir, wir wüssten, dass die Materie, die das Universum bildet, dank seiner Schwerkraft, der Expansion, langsamer wird und dass diese Expansion sogar zum Stillstand kommen könnte, um rückwärts zu gehen und eine Kontraktionsphase zu beginnen ...

- Ja, aber das hat sich als nicht wahr erwiesen. Genau um dies zu überprüfen, begann man in den neunziger Jahren, die Gesamtmasse des Universums zu berechnen, und es stellte sich heraus, dass die Materie, die die Sterne und Galaxien bildet, gerade einmal 4, 5 der Gesamtmasse ausmachte. weitere 25% sind dunkle Materie, die wir nicht sehen oder erkennen können, und der Rest, fast 70%, nennt man dunkle Energie, die genau für die beschleunigte Expansion verantwortlich ist.

- Und was genau ist diese dunkle Energie?

- Eigentlich wissen wir es nicht. Als Wissenschaftler ist es mir jedoch ein Anliegen, dass er sich genauso verhält wie die von Einstein vorhergesagte kosmische Konstante, obwohl es in Wirklichkeit etwas ganz anderes ist. Ich denke, es ist nicht dasselbe, weil es etwas ist, das im Laufe der Zeit variiert. Es ist eher ein mit Energie verbundenes Feld, das in seiner Funktionsweise dem Higgs-Baum und seinem Feld ähnlicher ist, aber die Schwierigkeit besteht darin, dass es unmöglich sein kann bestätigen Sie diese Tatsache im Laufe eines menschlichen Lebens, sogar einer ganzen Zivilisation.

Dann ist die Existenz dieser dunklen Energie ein Faktor, um zu Ihrem vorherigen Beispiel hinzuzufügen, dass das expandierende Universum einem heißen Gas ähnelt, das sich ausdehnt, abkühlt und verdünnt Wir wissen einfach nicht, wie sich die Dunkle Energie auf die Zukunft des expandierenden Universums auswirkt.

Die Geburtenrate der Sterne bricht zusammen

Es ist richtig. Das einzige, was wir vorhersagen können, ist, dass dieser Effekt von Einsteins Vorhersagen abweicht. Wir, die Menschheit, sind jedoch sehr genial, und es könnte sein, dass wir auf andere Weise verstehen, was diese dunkle Energie ist und wie sie funktioniert. Zum Beispiel können wir sehen, wie die Stringtheorie funktioniert, und plötzlich sehen wir, wie die Schwerkraft und die Quantenmechanik zusammenarbeiten. Vielleicht können wir das etwas ähnliches zu wissen, wie dunkle Energie funktioniert. Manchmal passieren unerwartete Dinge, die plötzlich für alles einen Sinn ergeben. Wer weiß, obwohl dieser Moment noch nicht gekommen ist.

Derzeit werden noch Sterne geboren und es bilden sich neue Galaxien. Gibt das nicht eine Vorstellung von der Normalität in der Zukunft des Universums?

Nein, überhaupt nicht. Tatsächlich bricht die Geburtenrate neuer Sterne zusammen. Nichts zu tun mit dem, was in anderen Zeiten der Vergangenheit war. Die meisten Dinge, die im Universum passieren müssen, sind bereits geschehen. Wenn wir zum Beispiel zurückgehen, als das Universum 3.000 Millionen Jahre alt war (heute sind es 13.800), war die Anzahl der neuen Sterne um den Faktor zwanzig höher als derzeit angegeben . Sogar die meisten Sterne in unserer eigenen Galaxie haben sich damals gebildet. Es ist wahr, dass auch heute noch Sterne geboren werden, aber mit einer Rate, wie ich sage, viel niedriger. Und dieses Tempo wird auch in Zukunft weiter sinken.

Warum?

Denn zu Beginn, als unsere Galaxie und die darin enthaltenen Sterne entstanden, stand dafür eine Menge Gas zur Verfügung (99% der gewöhnlichen Materie des Universums besteht tatsächlich aus Wasserstoff). Aber als sich das Universum weiter ausdehnte und sich die Materie voneinander entfernte, verringerte sich die Gasmenge und in nicht allzu ferner Zukunft wird es vollständig vorbei sein, womit dass keine neuen Sterne mehr geboren werden.

- Und was ist mit den großen Haufen, die aus Hunderten oder Tausenden von Galaxien bestehen, die sich einander nähern, anstatt sich zu entfernen? Sind sie nur lokale Phänomene der Aktivität in einem Universum, das stirbt?

- Diese Cluster, die Fähigkeit dieser großen Cluster, neue Mitglieder anzuziehen, nehmen aufgrund der Expansion des Universums dramatisch ab. Diese Cluster werden noch lange bestehen bleiben, aber jedes Mal weiter voneinander entfernt, bis sie vollständig isoliert sind und nacheinander ausgeschaltet werden, wenn sie das zur Verfügung stehende Material verbrauchen. Die großräumige Struktur des Universums ähnelt der eines Netzwerks, in dem die Knoten die Galaxienhaufen sind, aber die Ausdehnung dehnt dieses Netzwerk aus, bricht es und entfernt jedes der Fragmente. Alle bisherigen Beobachtungen stimmen mit dieser Zukunft überein.

- Als er seine Ergebnisse zum ersten Mal sah, was niemand erwartet hatte, was war das erste, woran er dachte?

- Nun, das erste, was ich dachte, war, dass es ein Fehler war. Und ich habe lange Monate damit verbracht, alles zu überprüfen, um diesen Fehler zu finden. Ich war überzeugt, dass es nicht wahr sein konnte. Aber als ich mich im Laufe der Zeit davon überzeugte, dass es keinen Fehler gab, dachte ich, dass mir vielleicht ein Teil des Puzzles fehlte, etwas Wichtiges und in dem, was ich nicht repariert hatte. Die Idee eines Universums, das vollständig mit einer seltsamen Energie gefüllt war, die es ausstieß, war schwer zu verdauen.

- Wie lange hat es gedauert, bis Sie sich von Ihren Ergebnissen überzeugt haben?

- Nun, ich erkannte, dass meine Beobachtungen im Jahr 1998 korrekt waren. Aber ich war immer noch besorgt, dass mir einige wichtige Informationen fehlten, die diese Ergebnisse völlig verfälschen würden. Zwei Jahre später, im Jahr 2000, gelangten andere Teams jedoch zu denselben Ergebnissen und bestätigten, dass das Universum tatsächlich voller dunkler Energie ist. Als das passierte, atmete ich erleichtert auf. Weil ich recht hatte. Danach bestätigten Hunderte neuer Experimente immer wieder, dass die Expansion des Universums immer schneller wird.

- Kann man berechnen, wann dieses Finale stattfinden wird?

- Innerhalb von 500 Millionen Jahren wird es nicht möglich sein, eine einzelne Galaxie von der Erde zu unterscheiden. Tatsächlich ist die Galaxie, die unserer am nächsten ist, dann genauso weit entfernt wie die entferntesten Galaxien, die wir heute sehen können. Andromeda, unser galaktischer Nachbar, wird bereits mit unserer eigenen Galaxie verschmolzen sein und beide werden eine bilden. Innerhalb von 500 Millionen Jahren werden die nächstgelegenen Galaxien eine Verschiebung in Richtung Rot von zehn haben, was heute die am weitesten entfernte ist.

- Und danach?

- Dann wird in ferner Zukunft die Rotverschiebung dieser Galaxien ins Unendliche tendieren und alle von ihnen werden technisch nicht beobachtbar sein, egal was die Technologie dann ist ... Sie werden einfach so weit weg sein und sich so schnell fortbewegen, dass es unmöglich sein wird, sie zu sehen . Von diesem Moment an hat jede Galaxie oder Gruppe von Galaxien nur noch ihre eigenen Kräfte und wird allmählich verbraucht, bis der Treibstoff des letzten Sterns erschöpft ist und in einer Zeitspanne, die Hunderte von Milliarden dauern kann Jahre Bis dahin wird das Universum ein wirklich langweiliger Ort geworden sein.

- Bist du eine religiöse Person?

- Nein. Ich bin nicht religiös, aber kein Atheist, zumindest nicht im engeren Sinne. Ich beschreibe mich selbst als militanten Agnostiker, ich habe keinen Grund zu glauben, dass es einen Gott gibt, und es ist mir auch nicht wichtig. Wenn ich ihn also nicht kenne und auch nicht brauche, geht mich das nichts an.

- Und was ist mit den Millionen von Gläubigen auf der Welt?

«Wenn Sie Gott dort hinstellen, wo Sie der Wissenschaft nicht widersprechen, habe ich kein Problem»

- In Bezug auf Menschen, die Glauben haben, und wenn ich Gott an einen Ort bringe, der der Wissenschaft nicht widerspricht, habe ich kein Problem. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie glauben, dass Gott das Universum geschaffen hat, dass er den Urknall geschaffen hat. Ich kann nicht sagen, dass Sie sich irren, denn das ist unbeweisbar und widerspricht daher nicht dem, was die Wissenschaft zeigt. Wenn also der Glaube für viele Menschen etwas sehr Wichtiges ist und sie an die Existenz Gottes glauben, muss ich es nicht leugnen, nur weil ich es nicht kann. Aber wenn Sie an Gott glauben und diese Idee durchsetzen wollen, werden wir ein Problem haben, weil Sie mir und anderen Ihre Werte aufzwingen, und ich glaube, dass jeder seine eigene Fähigkeit haben sollte, das Universum so zu sehen, wie es ist. Dann werde ich zum Beispiel gerne mit jemandem diskutieren, der glaubt, dass Gott das Universum 4004 Jahre vor Christus erschaffen hat, und ich werde versuchen zu erklären, warum es nicht so war.

- Was Sie jedoch entdeckt haben, ist genau, wie das Ende des Universums sein wird, das Ende aller Dinge ...

- Ja, das Ende aller Dinge, aber es ist möglich, dass Gott ein anderes verborgenes Universum hat ... Und selbst wenn es so wäre, würde es uns nicht beeinflussen, und deshalb ist es auch nichts, was mich interessiert.

- Nun, da Sie es erwähnen, muss das Ende dieses Universums nicht die Entwicklung anderer möglicher Universen beeinflussen ...

- Möglich, aber das wissen wir noch nicht. Und das Einzige, was wir nicht erklären können, ist der Moment des Urknalls, aber alles, was als nächstes kommt. Wir können uns vorstellen, dass der Urknall von einer Quantenfluktuation herrührt, aber dann würde die Frage nach dem Ursprung dieser Fluktuation lauten, und wenn dies auch beantwortet wird, würde es immer eine neue Frage geben, was die Fluktuation verursacht hat und so weiter. ...

- Glauben Sie, dass es da draußen eine „neue Physik“ gibt, die noch entdeckt werden muss?

- Ich bin sehr zuversichtlich, dass es so ist. Jedes Mal, wenn die Menschheit etwas zu verstehen beginnt, stellt er fest, dass er sich geirrt hat. Andererseits verstehen wir die Dunkle Energie immer noch nicht, daher muss die Physik, die die Dunkle Energie erklärt, erst noch entdeckt werden, und ich bin überzeugt, dass sie revolutionär sein wird und die Art und Weise, wie wir das Universum sehen, vollständig verändern wird.

- Eigentlich wissen wir immer noch sehr wenig über das Universum ... Ist es möglich, dass wir in allem falsch liegen?

- Es ist wahr, dass der größte Teil des Universums heute noch zu erklären ist. Aber es ist auch so, dass das, was entdeckt wird, das, was bereits bekannt war, nicht zunichte macht. Newtons Gesetze bleiben zum Beispiel trotz allem, was später kam, sehr gültig. Das gilt auch für Einstein. Deshalb glaube ich, dass, wenn dunkle Materie und Energie erklärt werden, dies nicht bedeutet, dass das, was wir jetzt wissen, nicht gleichermaßen gültig ist.

- Woran arbeiten Sie gerade?

- In mehreren Bereichen. Einerseits arbeite ich weiter an der Erweiterung des Universums und verstehe, inwieweit sich Einsteins Gesetze in der Natur widerspiegeln. Das sind ungefähr 25% meiner Tätigkeit. Andererseits bin ich auch Teil eines Projekts zur Suche nach Planeten um andere Sonnensysteme. Ich arbeite an einem Verfolgungsprogramm, das auf die Sterne und Galaxien abzielt, die von der südlichen Hemisphäre aus gesehen werden (ich lebe in Australien). Das Programm heißt Skymapper. Und ich versuche auch zu verstehen, wie das Universum entstanden ist, wie es heute ist. Dafür versuche ich, die ältesten Sterne zu finden, die im frühen Universum entstanden sind und von denen alles begann. Diese Frage möchte ich in den nächsten zehn oder fünfzehn Jahren beantworten.

- Und wie hast du das vor?

«Wir suchen Relikte einer Milchstraße, die sich noch in der Entstehung befindet»

- Eine der Funktionen des SkyMapper-Programms besteht darin, genau herauszufinden, wo sich die ältesten Sterne unserer Galaxie befinden, die Milchstraße. Wir suchen nach den fossilen Überresten einer Milchstraße, die sich noch in der Entstehung befindet. Auf diese Weise werden wir verstehen, wie sich eine Reihe zerstreuter Sterne gruppiert, um das zu bilden, was jetzt unsere Galaxie ist. Und ich muss sagen, dass wir auf dem richtigen Weg sind und dass wir kurz davor stehen, in den kommenden Monaten eine Studie abzuschließen, in der wir die Entdeckung der ältesten Sterne in unserer Galaxie ankündigen werden.

- Wie alt?

- Diese Sterne sind ungefähr 13.000 Millionen Jahre alt, fast so viel wie das gesamte Universum und viel mehr als die Milchstraße. Tatsächlich sind sie so alt, dass sie direkt aus dem ursprünglichen Urknallmaterial entstanden sind.

- Das heißt, sie sind Stars der ersten Generation ...

- Bisher hat noch niemand Stars der ersten Generation gefunden. Und ich kann immer noch nicht sicherstellen, dass wir es sind. Bisher streben wir vor allem danach, Sterne der zweiten Generation zu entdecken, also solche, die aus dem Material bereits toter Sterne der ersten Generation entstanden sind. Und ich denke, wir haben einen Stern, der sich direkt aus den Überresten eines einzelnen Sterns der ersten Generation gebildet hat, was faszinierend ist. Aber wir versuchen nicht einen, sondern viele dieser Sterne zu finden, um statistisch nachvollziehen zu können, wie sich Galaxien gebildet haben. Wir stehen erst am Anfang dieses großartigen Projekts.

- Wie findest du diese Sterne?

- Sterne, die heftiger explodieren, erzeugen Wellen von Gammastrahlung (GRB), eine der größten Energiequellen im gesamten Universum. Wir suchen erneut nach den entferntesten Explosionen dieser Art, die wir innerhalb der Grenzen des bekannten Universums lokalisieren können. Wenn dieses Licht durch das Universum wandert und uns erreicht, bringt es uns Informationen darüber, wie das Universum zum Zeitpunkt dieser Explosion war. Und wir sehen zum Beispiel, dass die Expansionsrate in der Vergangenheit niedriger war, was unsere Ergebnisse erneut bestätigt. Im Wesentlichen versuchen wir herauszufinden, wie das Universum in derselben Zeit war, als diese ersten Sterne geboren wurden. Mit anderen Worten, wir verwenden Gammastrahlen, um das alte Universum zu beleuchten.

- Das sind wirklich komplexe Projekte, die durchgeführt werden müssen ...

- In der Tat. Deshalb möchte ich eine enge Zusammenarbeit zwischen den vielen Ländern fördern, die das frühe Universum studieren. Der Wettbewerb ist gut, aber diese Aufgabe muss gemeinsam angegangen werden. Es ist zu groß für ein einzelnes Team, um es alleine zu schaffen.

- Möchten Sie noch etwas hinzufügen?

- Ja, dass es für mich ein Privileg ist, mich der Astronomie widmen zu können. Und eines der Dinge, die ich an der Astronomie liebe, ist ihre Universalität. Ich gehe nach Afrika, nach Europa, nach Asien ... Egal wo, jeder versteht dieses Konzept. Deshalb beabsichtige ich, dass in naher Zukunft alle Anstrengungen auf diesem Gebiet gemeinsam durchgeführt werden. Und es wird zusammenarbeiten, wenn wir das Universum, das uns umgibt, und den Platz, den wir darin einnehmen, wirklich verstehen.

Das unbekannte Universum, von Brian Schmidt