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Ist das Weltall unendlich?

Stand: 03.08.2024, 08:28 Uhr

Von: Bjarne Kommnick

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Das Universum dehnt sich immer weiter aus. Viele glauben, dass es deshalb unendlich ist. Aber ist das auch wirklich so? Zwei Theorien.

Frankfurt – Das Universum ist unendlich – diese Aussage würden viele Forschende wahrscheinlich so unterschreiben. Dabei dürfte es jedoch stark davon abhängen, wie der Begriff der Unendlichkeit ausgelegt wird. Denn die Möglichkeiten der Forschung beschränken sich auf das beobachtbare Universum. Aber was kommt dahinter – ist das Weltall wirklich unendlich groß? Oder macht es sich die Menschheit damit zu leicht?

Das Weltall dehnt sich aus – muss es deshalb einen Rand haben?

Es war womöglich die wichtigste kosmologische Erkenntnis des vergangenen Jahrhunderts: Die Entdeckung der Ausdehnung des Weltalls 1929 durch Edwin Hubble. In einem Forschungsbericht des Max-Planck-Institutes für Gravitationsphysik heißt es sogar: „Kein anderer Durchbruch hat unser Weltbild so grundsätzlich verändert. Die Ausdehnung des Raumes hat dem Universum sozusagen erstmals zu einer Geschichte verholfen.“ Erst zuletzt sorgte eine Theorie über das Zeitverständnis unseres Universums für Furore.

In dem Bericht erklärt das Forschungsteam: „Verfolgt man nämlich das Universum zurück in der Zeit, so zeigt sich, dass das Universum immer kleiner gewesen sein muss und deshalb auch dichter und heißer“. Aber wenn etwas größer werden kann, muss es dann auch nicht einen Rand haben?

„So könnte unser Universum beschaffen sein“: Raum kann endlich sein, ohne eine Grenze zu haben

Der Kosmologe Andrew H. Jaffe erklärte in einem Interview mit geo.de: „In der Mathematik kann ein Raum endlich sein, ohne dass er eine Grenze hat. Vielleicht erinnern Sie sich noch an ‚Asteroids‘, eines der ersten Computerspiele“. Dabei handelt es sich um ein Videospiel, bei dem der Nutzer ein Raumschiff steuert und auf Asteroiden schießt: „Wenn das Schiff am Rand des Bildschirms ankommt, prallt es nicht ab, sondern taucht auf der anderen Seite wieder auf. So ähnlich könnte unser Universum beschaffen sein“.

Ist der Weltraum endlich? – Antworten darauf sind reine Spekulation

Für eine genauere Antwort lohnt sich ein Blick auf die Urknall-Theorie. Zwar ist diese Theorie in der Forschung weitgehend anerkannt, jedoch noch längst nicht ihrem Ende angelangt und lässt deshalb viele Fragen offen – samt dem „Horizontproblem“.

Denn die Größe des beobachtbaren Universum beträgt 46 Milliarden Lichtjahre, „was bedeutet, dass das allererste Licht, das wir ausgestrahlt sehen können, aus einer Entfernung kam, die jetzt 46 Milliarden Lichtjahre beträgt“, erklärt Astrophysikerin Sara Webb in einer Mitteilung der Swinburne University of Technology. Somit können Forschende theoretisch sogar in die Vergangenheit schauen. Alles, was jedoch außerhalb des beobachtbaren Rand des Universums liegt, ist wissenschaftlich somit bislang reine Spekulation – auch eine potenzielle Endlichkeit.

Kugel oder Donut: Ist das Universum unendlich oder begrenzt?

Ob das Universum endlich ist, hängt laut Webb also davon ab, wie man es betrachtet: „Wir neigen dazu, Dinge als dreidimensionale Formen zu betrachten: eine Kugel, einen Würfel, einen Kegel“. Demnach könne man sich das Universum als eine Kugel vorstellen, die sich unbegrenzt und unendlich ausdehnt. In diesem Fall wäre es tatsächlich unendlich.

„Das Universum könnte sich jedoch auch auf eine Weise krümmen und biegen, die es zu einem geschlossenen System machen könnte“, so Webb und vergleicht die Form mit einem Donut, „in dem man, wenn man lange genug geradeaus reist, irgendwann wieder dort landet, wo man angefangen hat: Der Raum wäre endlich“. Ein bekanntes Beispiel dafür ist auch ein sogenanntes Möbiusband.

Wissenschafts-Historiker glaubt an endlichen Raum – „Beweisreise müsste unendlich sein“

Kevin Orrman-Rossiter, Wissenschafts-Historiker, erklärt: „Ich vertrete die Ansicht, dass der Raum endlich ist.“ Seine Gründe dafür sind jedoch wohl eher praktischer Natur: „Wenn ich in einem Raumschiff in irgendeine Richtung aufbrechen würde, würde ich, vereinfacht ausgedrückt, niemals eine Grenze erreichen“.

Zwar würde dieser Zustand Argumente für eine Unendlichkeit liefern, jedoch könnte die Menschheit das schlichtweg nicht beweisen: „Ich müsste unendlich lange reisen, um sicherzustellen, dass es nicht ‚nur ein bisschen weiter draußen‘ eine Grenze gibt. Meine Beweisreise müsste unendlich sein.“ Zu mindestens ist er sich sicher, dass das Universum, in dem rund 70 Trilliarden Sterne existieren sollen, ein zeitliches Ende haben wird. Gängige Theorien dafür sind:

• Big Crunsh: „das große Zusammenkrachen“ des Universums
• Big Rip: „Das große Zerreißen“ des Universums

String-Theorie lässt Multiversum zu – wäre das Universum dann endlich?

Die String-Theorie erlaubt laut Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik jedoch unendlich viele Universen außerhalb unseres Universums. Für eine Endlichkeit unseres Universums sei ein Multiversum jedoch noch kein Beweis. Denn ein neues Universum kann demnach innerhalb eines existierendes Universum entstehen. In dem Forschungsbericht heißt es: „Auf diese Weise entstehen dann unendlich viele Universen und so werden alle theoretisch möglichen Universen auch real“.