25 Was war der Ursprung des Universums und wie wird es sich entwickeln?
In diesem Cluster stellen sich grundsätzliche Fragen zum Universum. Die Menschen möchten wissen, wie haltbar unser momentanes Verständnis vom Universum ist. Gelten unsere Naturgesetze universell, oder könnte es Universen mit eigenen Naturgesetzen geben? Auch praktische Fragen stellen sich: Wie sehr schränkt Lichtverschmutzung die Forschung ein? Und was kann dagegen getan werden?
Einordnung:
Der Beginn des Universums (alle Materie, Raum und Zeit) wird im Urknall gesehen. Basierend auf dem kosmologischen Standardmodell ereignete sich der Urknall vor etwa 13,8 Milliarden Jahren und verursachte die Ausdehnung und Abkühlung des Universums. Innerhalb von Sekundenbruchteilen entstanden die ersten Elementarteilchen. Etwas später bildeten sich Protonen, Neutronen, Wasserstoff und Helium und schließlich erste Galaxien.
Während wir durch Beobachtungen, Theorien und numerische Simulationen immer mehr über die Entwicklung unseres Universums lernen, stoßen wir doch schnell an unsere Grenzen: Was passierte vor dem Urknall? Wo hört das Universum auf? Woraus besteht das Universum, wenn wir doch nicht alle Materie sehen können?
Unser Verständnis vom Universum basiert auf der Annahme, dass Naturgesetze, die wir in der Nähe der Erde beobachten, universell gültig sind. Doch was wäre, wenn diese Annahme nicht aufrechterhalten werden kann? Spannend ist auch die Frage, ob es Paralleluniversen gibt und ob wir vielleicht irgendwann in andere Universen reisen können. Wie könnten diese Universen aussehen, wenn sie ganz anderen Naturgesetzen folgen sollten? Steht dort die Welt vielleicht auf dem Kopf?
Schließlich gibt es auch noch die Frage, wie wir in Zukunft den Blick auf unseren Nachthimmel bewahren können. Wie sehr wird durch künstliches Licht und Tausende von erdnahen Satelliten die Erforschung der Tiefen des Universums erschwert? Wie stark ist die Lichtverschmutzung und was können wir in Zukunft dagegen tun?
Copyright: oneinchpunch/Adobe Stock
Ausblick
Um Fragen zum Universum zu beantworten, werden astrophysikalische Beobachtungen mit Theorien und numerischen Simulationen verknüpft. Die beobachtende Astrophysik benötigt bessere Instrumente, um tief in das Weltall schauen, seine Anfänge beobachten und diese verstehen zu können. Notwendig sind auch Maßnahmen gegen die verstärkt auftretende Lichtverschmutzung. Es bietet sich weitere intensive Forschung an, um die Auswirkung der Lichtverschmutzung auf Mensch und Umwelt (inklusive des Nachthimmels) besser zu verstehen und Alternativen zur Schonung des Nachthimmels zu finden. Dazu wird ein intensiver Austausch mit Politik und Wirtschaft empfohlen.
In hochkomplexen simulierten Universen untersuchen Wissenschaftler*innen die Entstehung und Entwicklung von Galaxien. Dabei passen sich die simulierten Universen dem beobachtbaren Universum so gut wie möglich an. Bisher wenig erforscht ist, was passieren würde, wenn wir in Simulationen unsere Naturgesetze aushebelten. Forschungsfragen könnten sein: Ist es möglich, Paralleluniversen zu konstruieren, die anderen Naturgesetzen folgen und stabil sind? Wie können diese Universen aussehen? Indem wir Parallelwelten simulieren, könnten wir mehr über unser Universum lernen und die Grenzen des kosmischen Prinzips finden.
Autorin: Dr. Sabine Thater