Expansion des Universums: Wie schnell vergrößert sich das Weltall und warum?

Als Expansion des Weltalls wird hier die Zunahme der räumlichen Ausdehnung desselbigen verstanden. Die theoretische Obergrenze für die Ausdehnung des Universums dürfte dabei die Lichtgeschwindigkeit sein.

Quelle: NASA - Expansion des Universums (Animation)

Man stellt sich am besten ein Gummiband mit darauf fixierten Himmelskörpern vor, deren Abstand durch das Ziehen an beiden Enden des Bandes in beide Richtungen vergrößert wird.

Zunächst aber verlangsamte sich in der Entstehungsphase des Universums nach dem Urknall und der Inflationsphase die Expansion, so die Theorie. Danach nahm die Geschwindigkeit der Ausdehnung aber wieder zu.

Die Ausdehnungs-Geschwindigkeit beschleunigt sich sogar weiter. Das haben auch jüngste Untersuchungen der kosmischen Hintergrundstrahlung bestätigt. Dabei entfernen sich offenbar Galaxien umso schneller, je weiter sie vom Beobachter entfernt sind.

Quelle: NASA - Kosmische Hintergrundstrahlung

Ein Ende der Beschleunigung der Ausdehnung des Raumes im All ist bislang nicht abzusehen, würde aber wohl die Schrumpfung des Universums einleiten und damit diejenigen Wissenschaftler unterstützen, die Theorien wie die des Big Crunch vertreten.

Das Weltall kollabiert nach dieser Theorie unter der Wirkung der Schwerkraft immer stärker, bis es schließlich zu einer Art umgekehrten Urknalls, dem „Big Crunch“ kommt und letztendlich das Universum ganz verschwindet.

Der aktuellen Expansion des Universums entgegen wirkt die Schwerkraft bzw. Gravitation von Himmelskörpern, die Objekte ja anzieht. Auch die vermutete Dunkle Materie würde die Ausdehnung abbremsen.

Quelle: NASA - Expansion des Universums - mögliche Zukunfts-Szenarien

Stattdessen aber entfernen sich Galaxien immer schneller und weiter voneinander. Es muss also noch eine andere Energiequelle als die des Urknalls existieren, die diesen Effekt unterstützt.

Man spricht in diesem Fall von der sogenannten Dunklen Energie, die für die Beschleunigung der Ausdehnung des Weltalls verantwortlich sein soll und bislang nicht direkt nachgewiesen worden ist.

Der Anteil von Dunkler Energie und Dunkler Materie im Kosmos soll dabei sehr hoch sein und die gesamte Materie von Planeten, Sternen und Galaxien um ein Vielfaches übersteigen.

Die aktuelle Wissenschaft rechnen mit einer Expansionsrate des Raums von 71,9 km plus oder minus 2,7 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec, was mit der sogenannten Hubble-Konstante oder auch als Hubble-Parameter beschrieben wird, übereinstimmt.

Quelle: NASA - Hubble Konstante

Ein Megaparsec entspricht dabei 3,26 Millionen Lichtjahre (ein Parsec = 3,26 Lichtjahre). Zwei Punkte, die ein Megaparsec voneinander Abstand haben, entfernen sich also demzufolge mit rund 72 Kilometern pro Sekunde voneinander.