Ein Universum aus Nichts

lokalen Gruppe zu einer großen Meta-Galaxie vereint haben. Beobachter in der fernen Zukunft werden mehr oder weniger genau das sehen, was Beobachter 1915 zu sehen glaubten: eine einzige Galaxie, in der ihr Stern und ihr Planet zu Hause sind – umgeben von einem ansonsten leeren, ungeheuer weiten statischen Weltraum.
    Außerdem sollten wir nicht vergessen, dass alle Beweise für einen von Energie erfüllten leeren Raum aus der Beobachtung der Geschwindigkeitszunahme stammen, der unser expandierendes Universum unterliegt. Doch auch hier wird die Beschleunigung unseres expandierenden Universums ohne Indikatoren der Ausdehnung nicht zu beobachten sein. Es ist in der Tat eine seltsame Koinzidenz, dass wir wahrscheinlich im einzigen Zeitalter der Geschichte des Universums leben, in dem die Existenz der den leeren Raum durchdringenden Dunklen Energie nachzuweisen sein dürfte. Gewiss, eine solche Ära dauert einige 100 Milliarden Jahre, doch in einem ewig expandierenden Universum ist das nicht mehr als ein kosmisches Augenzwinkern.
    Wenn wir davon ausgehen, dass die Energie des leeren Raums ungefähr konstant ist, wie das bei einer kosmologischen Konstante der Fall wäre, dann hätte die Energiedichte von Materie und Strahlung in sehr viel früheren Zeiten die Energiedichte im leeren Raum bei Weitem überstiegen. Und zwar einfach deswegen, weil im expandierenden Universum die Dichte von Materie und Strahlung mit der Expansion geringer wird – der Abstand zwischen Teilchen vergrößert sich, weshalb in einem gegebenen Volumen weniger Objekte vorhanden sind. In einer früheren Zeit – sagen wir, vor etwa fünf bis zehn Milliarden Jahren – wäre die Energiedichte von Materie und Strahlung weit größer gewesen als heute. Zu dieser Zeit und davor war das Universum demnach von Materie und Strahlung beherrscht, was mit der entsprechenden Anziehung durch Gravitation verbunden gewesen wäre. In diesem Fall hätte sich die Expansion des Universums in jener Frühzeit verlangsamt – die Wirkung der Gravitation auf die Energie des leeren Raums wäre nicht beobachtbar gewesen.
    In ferner Zukunft, wenn das Universum mehrere 100 Milliarden Jahre alt ist, wird die Dichte von Materie und Strahlung aus dem gleichen Grund noch stärker abgenommen haben. Es lässt sich ausrechnen, dass die mittlere Energiedichte der Dunklen Energie dann weit mehr als eine Million Millionen Mal größer sein wird als die Dichte der gesamten im Universum verbliebenen Materie und Strahlung. Dann wird die Dunkle Energie die Gravitationsdynamik des Universums in großen Maßstäben dominieren. In diesem hohen Alter wird die sich beschleunigende Expansion jedoch absolut nicht mehr beobachtbar sein. In diesem Sinne stellt die Energie des leeren Raums aus sich selbst heraus sicher, dass sie nur während einer endlichen Zeitspanne beobachtet werden kann, und es ist bemerkenswert, dass wir in diesem kosmologischen Augenblick leben.
    Wie steht es nun mit dem anderen Hauptpfeiler des Big Bang, dem Kosmischen Mikrowellen-Hintergrund ( CMB ), der ein unmittelbares Abbild des Universums kurz nach dessen Geburt liefert? Weil das Universum in der Zukunft immer schneller expandiert, wird die Temperatur des CMB zum einen weiter abnehmen. Sobald das derzeit beobachtbare Universum etwa 100-mal größer sein wird als jetzt, wird die Temperatur des CMB um den Faktor 100 gefallen sein, und ihre Intensität (also die darin gespeicherte Energie) wird um den Faktor 100 Millionen abgenommen haben, was es um den gleichen Faktor schwerer machen wird, sie nachzuweisen.
    Doch letztlich sind wir imstande gewesen, die Kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung inmitten des ganzen übrigen elektronischen Rauschens auf der Erde aufzuspüren. Wir können uns also vorstellen, dass Beobachter in ferner Zukunft 100 Millionen Mal schlauer sein werden als die, mit denen wir heute gesegnet sind, weshalb noch nicht jede Hoffnung dahin ist. Leider zeigt sich, dass selbst der klügste denkbare Beobachter mit dem empfindlichsten vorstellbaren Instrument in der fernen Zukunft letztlich kein Glück haben wird. Denn in unserer Milchstraße 33 findet sich zwischen den Sternen heißes Gas. Dieses Gas ist ionisiert; es enthält freie Elektronen und verhält sich demnach wie ein Plasma. Ein solches Plasma ist, wie schon angesprochen, für viele Strahlungsarten undurchsichtig.
    Es gibt die sogenannte Plasmafrequenz – unterhalb dieses Wertes kann Strahlung ein Plasma nicht ohne Absorption durchdringen.