Die Welt stirbt ab.

aus scinexx

Der schleichende Tod des Universums hat begonnen
Neue Kartierung bestätigt sinkende Energieproduktion durch Sterne im Kosmos

Die Zukunft des Universums ist düster – und das buchstäblich. Denn im Kosmos wird immer weniger Materie in Strahlung und damit in Energie umgewandelt, wie eine neue Galaxienkartierung bestätigt. Die kosmische Energieproduktion ist demnach heute nur noch halb so groß wie vor zwei Milliarden Jahren. Das Universum wird in allen Wellenbereichen immer dunkler. Damit kündigt sich schon jetzt der schleichend langsame Tod unseres Kosmos an.

Die produktivste Zeit unseres Universums liegt schon hinter ihm – zumindest was die Energieproduktion angeht. Denn der Ursprung aller Energie in unserem Kosmos ist der Urknall, durch ihn entstanden alle Strahlung und Materiebausteine. Als dann die ersten Sterne entstanden, wurde es nicht nur hell, ihre Kernfusion sorgt seither auch dafür, dass bis heute ständig neue Energie aus Materie freigesetzt wird. Basis dafür ist Albert Einsteins weltberühmte Formel E=mc2.

Sterne als Erzeuger von Licht und Energie

"Die meiste im Universum enthaltene Energie entstand zwar als Folge des Urknalls, aber zusätzliche Energie wird ständig durch die Sterne freigesetzt, indem sie Elemente wie Wasserstoff und Helium verschmelzen", erklärt Studienleiter Simon Driver vom International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) in Australien. Die Sterne geben ihre Energie als Strahlung ab und sorgen so dafür, dass es im Universum hell ist.

Wie viel Energie die Sterne aber genau freisetzen, ließ sich bisher nur grob abschätzen. Denn bisherige Kartierungen von Galaxien und ihren Sternen erfassten entweder nur bestimmte Ausschnitte des Strahlungsspektrums, beispielsweise das sichtbare Licht, oder aber nur eng begrenzte Ausschnitte des Himmels, wie die Astronomen erklären.

200.000 Galaxien in 21 Wellenlängen

Dies hat sich mit dem Galaxy And Mass Assembly (GAMA) Projekt nun geändert. Denn in ihm hat das internationale Forscherteam in den letzten fünf Jahren mehr als 200.000 Galaxien in 21 Wellenbereichen des Lichts durchmustert. Sie erfassten dabei das Spektrum des Sternenlichts vom ultravioletten bis zum fernen Infrarot-Bereich mit Hilfe verschiedener erdgebundener und weltgestützter Teleskope.

"Der panchromatische GAMA Datensatz ist der größte mehre Einrichtungen umfassende Datensatz, der je zusammengestellt wurde", so die Astronomen. "Er erlaubt detaillierte Analysen der Energieproduktion und des Strahlenausstoßens einzelner Systeme, Unterpopulationen und repräsentativer Galaxienansammlungen." Für vier repräsentative Himmelsausschnitte haben die Forscher so die bisher genauesten Werte für die Energieproduktion der Sterne ermittelt.

Energieproduktion ist bereits gesunken

Ihr Ergebnis belegt, dass unser Universum schon jetzt langsam immer dunkler wird. Denn die Energieproduktion durch die Sterne hat in den letzten zwei Milliarden Jahren um rund die Hälfte abgenommen. Sie sank von 2,5 mal 10 hoch 35 Watt pro Kubik-Megaparsec vor 2,25 Milliarden Jahren auf 1,26 in der jüngsten Vergangenheit.

"Dies ist eine signifikante Abnahme, selbst wenn man die kosmische Varianz mit einbezieht", so die Forscher. Als kosmische Varianz bezeichnen Astronomen Abweichungen, die dadurch entstehen, dass nur ein begrenzter Teil des Himmels erfasst wird. Die neuen Daten bestätigen damit, dass die Energieproduktion im Universum abnimmt und belegen erstmals, dass diese kosmische Abdunklung in allen Wellenlängen vom UV bis ins Infrarot auftritt.

Dunkle Zukunft

"Von jetzt an wird das Universum immer weiter abbauen und langsam ins Alter abgleiten", sagt Driver. "Das Universum hat es sich sozusagen mit einer Decke auf dem Sofa bequem gemacht und ist kurz davor, in einem ewigen Nickerchen zu versinken." Konkret bedeutet dies, dass in Zukunft immer weniger neue, junge Sterne gebildet werden und die existierenden Sterne immer älter werden. Dadurch könnten allmählich immer mehr Lichter ausgehen – zuerst in den ältesten Galaxien des Kosmos, später auch in jüngeren.

Schätzungen gehen davon aus, dass der Kosmos schon in fünf Milliarden Jahren nur noch halb so hell sein könnte wie heute. Ob menschliche Astronomen dies noch mitbekommen werden, ist allerdings fraglich. Denn zu diesem Zeitpunkt wird sich die Sonne langsam zu einem Roten Riesen entwickeln und damit schon die Erde unbewohnbar machen. (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, in press)

(International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), 11.08.2015 - NPO)

aus derStandard.at, 10. August 2015, 22:00

Das langsame Sterben des Universums
Astronomen haben die produzierte Energie von 200.000 Galaxien vermessen und Hinweise gefunden, dass der langsame Wärmetod bereits eingesetzt hat

Honolulu/Wien – Wie das Universum einmal zu Ende gehen wird, ist alles andere als eindeutig geklärt. Das liegt nicht zuletzt auch daran, dass wir erstaunlich wenig über die Beschaffenheit der Dunklen Materie und der Dunklen Energie wissen. Und die haben ein gewichtiges Wörtchen mitzureden, welchen Endzustand das Universum in ferner Zukunft einmal annehmen wird.

Gegenwärtig gibt es drei denkbare Szenarien, die alle drei einen englischen Namen tragen und mit Big beginnen: Beim Big Crunch, dem großen Zusammenkrachen, versammelt sich alle Materie am Ende wieder in einem Punkt, beim Big Rip kommt es zu einer Art kosmischem Raumplatzen. Und dann gibt es noch den Big Chill, den sogenannten Wärmetod des Universums, das sich bis in alle Ewigkeit ausdehnt. Diese Annahme setzt voraus, dass es sich beim Universum um ein abgeschlossenes System handelt.

Ein internationales Forscherteam hat am Montag bei der Tagung der Internationalen Astronomischen Union in Honolulu neue Daten vorgelegt, die darauf hindeuten, dass wir uns bereits längst im großen Chillen befinden. Die Forscher um Simon Driver vom Projekt Galaxy and Mass Assembly (Gama) beobachteten immerhin 200.000 Galaxien und dabei konkret: wie viel Energie diese produzieren.

Zwar sind diese 200.000 nur ein Bruchteil der Abermilliarden von Galaxien des Universums. Doch das, was die Astronomen dabei feststellten, wies einen eindeutigen Trend auf: Diese Galaxien produzieren nur mehr die Hälfte jener Energie, die sie vor zwei Milliarden Jahren erzeugten – und zwar quer durch das gesamte Energiespektrum. Die Forscher untersuchten die Galaxien nämlich in 21 Wellenlängen von Ultraviolett bis zum fernen Infrarot.

Die gesamte Energie des Universums war beim Big Bang vor 13,8 Milliarden Jahren entstanden, ein Teil in Form von Masse, die von den Sternen in Energie umgewandelt wird. Und dieser Prozess neigt sich sehr langsam seinem Ende zu. In den bildhaften Worten von Simon Driver: "Das Universum wird langsam alt. Es hat sich gleichsam auf ein Sofa gelegt, eine Decke übergezogen und macht sich bereit für einen ewigen Schlummer." (tasch,)

Links

• Gama-Projekt: "Galaxy And Mass Assembly (GAMA): Panchromatic DataRelease (far-UV|far-IR) and the low-z energy budget" (pdf)
• Video der neuen Gama-Daten und ihrer Interpretation