Fragen Sie Ethan: Werden zukünftige Zivilisationen den Urknall verpassen?

Verschiedene mögliche Entwicklungsmuster des Universums. Die reale, beschleunigende Version wird rechts angezeigt. Es wird genug Zeit vergehen, und die Beschleunigung isoliert alle verbundenen galaktischen oder supergalaktischen Strukturen des Universums, und der Rest wird sich unwiderruflich von ihnen entfernen.

Eine der größten Gefahren in der Wissenschaft sind voreilige Entscheidungen, die auf den begrenzten Daten beruhen, über die wir verfügen. Wir werden niemals in der Lage sein, alles mit willkürlicher Genauigkeit zu beobachten, daher sind wir immer gezwungen, basierend auf dem, was wir sehen, zu extrapolieren. Aber was ist, wenn uns nur die kritischen Informationen fehlen, die uns zu den richtigen Schlussfolgerungen führen können? Eine solche Situation wird sich in Milliarden von Jahren mit dem Urknall ergeben. Diese erschreckende Schlussfolgerung führte zu einer wunderbaren Frage, die unser Leser stellt:

Wenn in wenigen Milliarden Jahren wieder intelligentes Leben in unserem Sonnensystem auftaucht, bleiben zu diesem Zeitpunkt nur noch wenige Lichtpunkte am Himmel sichtbar. Welche Theorie des Universums können diese Wesen erfinden? Es wird mit ziemlicher Sicherheit falsch sein. Warum glauben wir, dass das, was wir sehen, uns zur „richtigen“ Theorie führen kann, wenn ein paar Milliarden Jahre vor uns alles ganz anders aussehen könnte?

Lassen Sie uns darüber sprechen, was jemand in ferner Zukunft sehen wird, zum Beispiel in zig Milliarden Jahren.


Die Centaurus A-Galaxie hat eine staubige Scheibe, wird jedoch von einer elliptischen Form und einem Halo von Satelliten dominiert: ein Beweis für eine sich lange entwickelnde Galaxie, die in der Vergangenheit viele Fusionen erlebt hat

Hunderte Milliarden Sterne werden immer noch am Himmel sichtbar sein, und egal wie intelligent eine Lebensform sein mag, sie wird sie mit denselben Teleskopen sehen können, die wir heute haben. Einige Details werden jedoch anders sein:

• es wird weniger Staub und neutrales Gas geben,
• im Verhältnis zu den älteren, roten Sternen kleiner Masse wird es mehr geben
• Bereiche der aktiven Sternentstehung werden viel kleiner sein
• Sterne werden in einem großen elliptischen Lichthof verteilt und nicht in einer Ebene wie der Milchstraße.

Der Hauptgrund dafür wird sein, dass für 4-7 Milliarden Jahre die Milchstraße Andromeda und infolgedessen alle Galaxien der lokalen Gruppe zu einer verschmelzen werden.


Ein Zeitrafferbild des Zusammenflusses der Milchstraße mit Andromeda und wie sich das Erscheinungsbild des Himmels von der Erde aus verändern wird. Diese Fusion wird in etwa 4 Milliarden Jahren mit einem gewaltigen Ausbruch der Sternentstehung stattfinden, der zum Erscheinen einer elliptischen Galaxie führen wird, die mit roten und toten Sternen gefüllt ist und kein freies Gas hat: Milkromeda.

Wenn solch große Fusionen stattfinden, erscheint eine große Anzahl neuer Sterne, die den größten Teil des in der Galaxie vorhandenen Gases und Staubes einfangen. Wenn eine kleine Region mit sehr aktiver Sternentstehung auftritt, nennen wir dieses Phänomen einen Sternentstehungsblitz. Wenn diese Region die gesamte Galaxie überspannt, nennen wir sie eine Starburst-Galaxie . In solchen Fällen kommen neutrale Atome sehr schnell zusammen und bilden überall neue Sterne, aber die massereichsten von ihnen leben sehr wenig. Nach nur wenigen hundert Millionen Jahren verschwinden die massereichsten Sterne und lassen nur die sonnenähnlichen und weniger massereichen Sterne brennen. Nach zig Milliarden Jahren bleiben nur die kältesten und rotesten Sterne übrig. Sie sind vielleicht nicht so hell, aber die Staubmenge, die ihr Licht blockieren könnte, ist viel geringer.


Eine Henize 2-10 Starburst-Galaxie befindet sich 30 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Wenn Sterne in der gesamten Galaxie erscheinen, tritt ein Starburst auf. Nach diesem Ausbruch bleibt jedoch nur sehr wenig unbenutztes Material für nachfolgende Generationen von Sternen übrig

All dies gilt jedoch nur für die Sterne unserer Galaxie (und die lokale Gruppe): für die zukünftige riesige elliptische Galaxie Milkdromeda. Wenn die Zivilisation der fernen Zukunft über die Grenzen unserer zukünftigen Galaxie hinausblickt, wird sie nur Leere sehen. Mit der Fortsetzung der Entwicklung des Universums werden alle Galaxien, die nicht zur lokalen Gruppe gehören, aufgrund der Anwesenheit dunkler Energie von uns beschleunigt. Jetzt befinden sich die nächsten Galaxien ungefähr 10 Millionen Lichtjahre von uns entfernt, aber das Universum beschleunigt sich. Wenn das Universum doppelt so viele Jahre alt ist, sind diese Galaxien doppelt so weit entfernt. wenn sie dreimal größer sein wird, werden sie viermal weiter sein; Nachdem sie ihr Alter vervierfacht haben, sind sie achtmal weiter und so weiter. Wenn das Universum 100 Milliarden Jahre alt wird, wird sich die uns am nächsten gelegene Galaxie in einer Milliarde Lichtjahren befinden. Die beschleunigte Expansion des Universums wird dazu führen, dass es uns so vorkommt, als wären wir allein im gesamten Universum.


Große Spiralgalaxien verschmelzen nach dem Zusammenführen zu einer riesigen elliptischen Galaxie. Mit der Zeit werden die Sterne darin roter, da das Blau am schnellsten stirbt. Lichtblockierendes Gas und Staub werden entweder letztendlich verwendet, um neue Generationen von Sternen zu erzeugen, oder sie verschwinden nach einem Starburst vollständig.

Es gibt auch keine Hinweise auf CMB-Strahlung. Heute gibt es Hunderte von Restphotonen pro Kubikzentimeter mit einer Temperatur von einigen Grad über dem absoluten Nullpunkt, die in den Mikrowellenteil des Spektrums fallen. Mit der Expansion des Universums werden sowohl die Dichte als auch die Energie dieser Photonen sinken. Nach 100 Milliarden Jahren verbleibt weniger als ein Photon pro Kubikzentimeter, und die Reliktstrahlung befindet sich nicht mehr im Mikrowellenbereich, sondern nur noch im äußersten Teil des Funkbereichs. Wenn jemand die Existenz von weit entfernten Galaxien und diesen schwachen Funksignalen nicht erkennt, können Zivilisationen der fernen Zukunft den Urknall möglicherweise nicht öffnen.


Mit der Ausdehnung des Gewebes des Universums nimmt die Wellenlänge entfernter Lichtquellen zu. Das verbleibende Leuchten des Urknalls konnte im sichtbaren Teil des Spektrums zum Zeitpunkt seiner Emission beobachtet werden, dann verschob es sich zum Infrarot- und dann zum Mikrowellenteil und wird infolgedessen mit fortgesetzter Ausdehnung in den Radioteil des Spektrums gelangen. Seine Kraft und Intensität sowie die Dichte der Photonen werden im Laufe der Zeit weiter sinken.

Stattdessen würden sie daraus schließen, dass ihre Galaxie das gesamte Universum repräsentiert. Dass es nichts mehr um sie herum gibt und es nur sie gibt. Ohne Hinweise auf die Existenz von etwas wird es immer noch keinen Wunsch geben, in großen, unerforschten Entfernungen nach etwas zu suchen, um zu versuchen, die weit entfernten Galaxien zu finden, die uns heute am nächsten sind. Es wird kein Motiv geben, auf die Existenz des Nachglühens des Urknalls hinzuweisen, da niemand die Ausdehnung des Universums bemerken wird. Alles, was wir haben, ist unsere Galaxie Milkdromeda, die sich über ein paar hunderttausend Lichtjahre erstreckt. Sie mögen dunkle Materie in ihrer eigenen Galaxie finden, aber das ist alles. Wenn sie nicht auf ultra-entfernte ultrafusen Spuren der entfernten Teile des Universums stoßen, können sie möglicherweise sogar an die Hypothese eines stationären Universums glauben.


Unser lokaler Supercluster Lanyakeya enthält die Milchstraße, unsere lokale Galaxiengruppe, den Virgo-Cluster und viele kleinere Gruppen und Cluster in den Hinterhöfen. Jede Gruppe und jeder Cluster ist jedoch nur mit sich selbst gravitativ verbunden, und die dunkle Energie, die das Universum erweitert, wird sie auseinander tragen. Nach 100 Milliarden Jahren wird sogar die Galaxie, die uns außerhalb unserer lokalen Gruppe am nächsten liegt, etwa eine Milliarde Lichtjahre von uns entfernt sein und viele tausend oder sogar millionenfach (angesichts des Wechsels der Generationen von Sternen) schwächer sein als die heutige, die uns am nächsten liegt Galaxien. Heute können wir sie mit modernen Teleskopen sehen, aber werden wir verstehen, dass wir nach ihnen suchen müssen, und haben wir das Glück, in die richtige Richtung zu schauen?

Sie werden Fragen stellen, wie woher ihre Galaxie kommt? Warum ist sie die einzige? Woher kam die Materie, um langlebige Sterne zu bilden? Warum gibt es so wenige junge blaue Sterne? Ohne Beweise für die Ausdehnung des Universums, den Urknall oder entfernte Objekte außerhalb der Milchstraße werden sie definitiv die falschen Schlussfolgerungen des Jahrhunderts ziehen, wenn nicht sogar der Ewigkeit. Nach unzähligen Generationen der Suche nach den tiefsten Abgründen des Universums, die nichts gefunden haben, werden sie gezwungen sein zu schließen, dass sie allein sind. Es gibt nur ihre Galaxie, nur ihre Sterne, nur sie. Allein im endlosen Abgrund der dunklen Einsamkeit.


Die isolierte Galaxie MCG + 01-02-015, allein für mehr als 100.000.000 Lichtjahre in alle Richtungen, gilt heute als die einsamste Galaxie im Universum [ Galaxienhohlraum ist eine der in Weltraumhohlräumen gefundenen Galaxien / ca. [trans.] In ferner Zukunft wird Milkdromeda noch einsamer sein.

Wir haben das Privileg in unserer Forschung, den Zustand zu erreichen, in dem wir uns sowohl evolutionär als auch technologisch befinden, während das Universum noch so jung ist. Heute leben wir in einer Zeit, in der die nächsten Galaxien uns ein expandierendes Universum gezeigt haben, was uns darauf hinweist, dass wir nach Anzeichen jener Zeiten suchen müssen, als das Universum kleiner, dichter und heißer war. Und wir haben sehr zuverlässige Zeichen dieser Zeit gefunden, sowohl in der Nähe als auch in der Ferne, und wir wissen, worauf wir bei großen kosmischen Entfernungen achten müssen, dank dessen, was neben uns ist. Aber wenn wir nichts gesehen hätten? Wenn wir dachten, dass unsere Galaxie alles ist, was existiert? Es würde einfach keine Motivation geben, weiter zu suchen. In der fernen Zukunft der Zivilisation muss man Entfernungen betrachten, die hunderte oder sogar tausende Male groß sind, um die nächsten Objekte außerhalb der Galaxie zu sehen.

Unsere Schlussfolgerungen über den aktuellen Zustand unseres Universums und seine Geschichte hängen davon ab, wann wir erschienen sind.


Dark Energy Universe: Unser Universum. Wir können diese dunkle Energie nur erkennen, weil wir heute leben; Wenn wir vor 11 Milliarden Jahren erschienen wären, hätten wir es nicht bemerkt. Vielleicht fehlt uns etwas, weil wir heute leben und nicht früher oder später?

Denken Sie, wie unser Leser dachte, dass es wichtige Komponenten oder Eigenschaften des Universums gibt, die bereits verloren gegangen sind? Wir nehmen an, dass das Universum aus normaler Materie, Strahlung, dunkler Materie, Neutrinos, Schwarzen Löchern und dunkler Energie besteht - das ist praktisch alles. Wenn Sie zurückblicken, wissen wir, dass Neutrinos und Strahlung damals viel wichtiger waren als heute und dass sich dunkle Energie erst auf einem nachweisbaren Niveau manifestierte, als das Universum mehrere Milliarden Jahre erreichte. Könnte es andere Arten von Energie im Universum geben, die vor der Strahlung verschwunden sind und deren Existenz uns unbekannt ist, weil es keine Beweise für ihre Anwesenheit gibt?


Verschiedene Komponenten und Beiträge zur Energiedichte des Universums und zu den Zeiten, in denen sie dominieren. Wenn kosmische Strings oder Domänenwände in einer greifbaren Menge existieren würden, würden sie einen wesentlichen Beitrag zur Expansion des Universums leisten. Es kann andere Komponenten geben, die wir nicht mehr sehen können, und solche, die noch nicht erschienen sind!

Jetzt können wir diesen Komponenten nur noch Grenzen setzen. Realistisch gesehen sind diese Einschränkungen nicht sehr gut. Wir können einen ausreichenden Teil des Universums sehen, so dass wir die Richtigkeit der Urknallhypothese sicher bestätigen können und dass das Universum einen inflationären Ursprung haben sollte, der den Urknall vorbereitet und erzeugt hat. Abgesehen davon kann das Universum andere Komponenten haben, die in der fernen Vergangenheit tatsächlich eine wichtige Rolle gespielt haben, und ihre Zeichen existieren nicht mehr. Wissenschaftler konzentrieren sich sehr selten auf diese Möglichkeit, da unsere Theorien gut reproduzieren, was wir beobachten. Aber in ferner Zukunft wird die Situation genau dieselbe sein - die Annahme eines stationären Universums, das seit zig Milliarden von Jahren unverändert existiert, wird sehr gut funktionieren.

Dies ist eine ernüchternde Erinnerung daran, dass unsere wissenschaftlichen Theorien, egal wie gut sie funktionieren, immer überprüft werden können und dass wir niemals aufhören sollten, nach Lücken in ihnen zu suchen. An der Grenze zwischen Messbarem und Beobachtbarem finden wir neue Wege, um vorwärts zu kommen. Ohne immer weiter entfernte Horizonte von subatomar bis kosmisch zu erforschen, werden wir niemals die tiefsten Wahrheiten des Universums enthüllen. Wir haben bereits viel gelernt, aber wie viele Wissenschaftler habe ich das Gefühl, dass wir noch viel zu tun haben. Und um dorthin zu gelangen, ist Bescheidenheit erforderlich, und möglicherweise wird an unwahrscheinlichen Orten gesucht.

Ethan Siegel - Astrophysiker, Wissenschafts-Popularisierer, Autor von Starts With A Bang! Er schrieb die Bücher „Beyond the Galaxy“ ( Jenseits der Galaxie ) und „Tracknology: the science of Star Trek“ ( Treknology ).