Die verborgene Wirklichkeit

Zusammensetzung und die detaillierten Eigenschaften der Dunklen Energie kann niemand erklären – diese Themen sind Gegenstand aktueller Forschung; wir werden in späteren Kapiteln darauf zurückkommen.
    Aber trotz der vielen offenen Fragen ist man durch eingehende Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop und mit Observatorien am Boden zu einer einheitlichen Ansicht über die Menge der Dunklen Energie gelangt, die heute den Raum erfüllt. Das Ergebnis weicht von dem ab, das Einstein vor langer Zeit vorgeschlagen hatte (er hatte einen Wert postuliert, der zu einem statischen Universum führen würde, während unser Universum in Wirklichkeit expandiert). Das ist nicht verwunderlich. Bemerkenswert ist vielmehr das Ergebnis, zu dem man mit den Messungen gelangt ist: Die Dunkle Energie, die den Raum ausfüllt, trägt rund 73 Prozent zur kritischen Dichte bei. Addiert man dies zu den 27 Prozent, die man zuvor bereits gemessen hatte, so gelangt man als Summe zu 100 Prozent der kritischen Dichte, also zu genau der richtigen Materie- und Energiemenge für ein Universum mit der Raumkrümmung null.
    Derzeit sprechen die Daten also für ein Universum, das stetig expandiert und wie die dreidimensionale Version der unendlichen Tischplatte oder des endlichen Videospiel-Bildschirms geformt ist.
    Wirklichkeit in einem unendlichen Universum
    Am Anfang dieses Kapitels habe ich erklärt, wir wüssten nicht, ob das Universum endlich oder unendlich ist. Wie ich dann in den vorangegangenen Abschnitten dargelegt habe, ergeben sich beide Möglichkeiten ganz natürlich aus unseren theoretischen Überlegungen, und beide vertragen sich mit den Ergebnissen genauester astrophysikalischer Messungen und Beobachtungen. Wie können wir vielleicht eines Tages durch Beobachtungen feststellen, welche der beiden Möglichkeiten die richtige ist?

    Eine schwierige Frage. Wenn der Raum endlich ist, könnte ein Teil des Lichtes, das von Sternen und Galaxien ausgesandt wird, eine oder mehrere Rundreisen durch den ganzen Kosmos unternehmen, ehe es in unsere Teleskope gelangt. Ähnlich den Mehrfachbildern, die entstehen, wenn Licht zwischen parallel stehenden Spiegeln hin und her reflektiert wird, so würde auch dieses umlaufende Licht Mehrfachbilder von Sternen oder Galaxien erzeugen. In der Astronomie hat man nach solchen Mehrfachbildern gesucht, bisher aber keine gefunden. Diese Beobachtung als solche ist noch kein Beweis, dass der Raum unendlich ist, aber sie legt nahe, dass der Raum, falls er endlich sein sollte, so groß ist, dass das Licht noch keine Zeit hatte, eine oder mehrere Runden auf der kosmischen Rennstrecke zu drehen. Damit wird die Schwierigkeit bei den Beobachtungen deutlich. Selbst wenn das Universum endlich ist, kann es sich umso besser als unendlich tarnen, je größer es ist.
    Für manche Fragen der Kosmologie, beispielsweise für die nach dem Alter des Universums, spielt die Unterscheidung zwischen den beiden Möglichkeiten keine Rolle. Ob der Kosmos nun endlich oder unendlich ist, zu früheren Zeitpunkten müssen die Galaxien immer enger zusammengequetscht gewesen sein, so dass das Universum dichter, heißer und extremer war. Mit unseren heutigen Beobachtungen über die Expansionsgeschwindigkeit in Verbindung mit theoretischen Überlegungen zur Veränderung dieser Geschwindigkeit im Laufe der Zeit können wir erschließen, wie lange es her ist, seit alles, was wir heute sehen, zu einem einzigen, unvorstellbar dichten Klumpen zusammengepresst war, den wir als Anfang bezeichnen können. Und für ein endliches wie auch für ein unendliches Universum verlegen die modernsten Auswertungen diesen Augenblick auf die Zeit vor rund 13,7 Milliarden Jahren.
    Für andere Überlegungen jedoch ist die Unterscheidung zwischen endlich und unendlich von Bedeutung. Wenn man beispielsweise Endlichkeit unterstellt und dann den Kosmos zu immer früheren Zeiten betrachtet, kann man die Gesamtheit des Raumes auf diesem Weg in die Vergangenheit zu Recht als stetig schrumpfendes Gebilde betrachten, als immer kleineren Brocken, je näher man dem Zeitpunkt null kommt. Erst beim Zeitpunkt null bricht die mathematische Beschreibung zusammen. Im Fall eines unendlichen Universums jedoch ist die Vorstellung vom schrumpfenden Klumpen falsch. Wenn die Größe des Universums wirklich unendlich ist, war sie immer unendlich und wird es auch immer sein. Wenn es schrumpft, wird sein Inhalt immer enger zusammengequetscht, so dass die Materiedichte immer weiter ansteigt.