Weltraum · Themenbeitrag
Das beobachtbare Universum hat einen Durchmesser von ungefähr 93 Milliarden Lichtjahren. Das bedeutet nicht, dass der gesamte Weltraum genauso groß ist. Entscheidend ist der Unterschied zwischen einer Beobachtungsgrenze und einem tatsächlichen Rand. Die kosmische Expansion erklärt, weshalb wir weiter blicken können, als das Alter des Universums zunächst vermuten lässt.
Unser kosmischer Horizont ist keine Wand
Auf die Frage nach der Größe des Weltraums gibt es zwei unterschiedliche Antworten. Für das beobachtbare Universum lässt sich eine Ausdehnung berechnen; für das gesamte Universum kennen wir keine verlässlich bestimmte Größe. Beobachtbar heißt: Aus dieser Region konnten uns seit der frühen kosmischen Entwicklung grundsätzlich Signale erreichen. Weiter entfernte Gebiete können durchaus existieren, ohne dass ihr Licht bereits bei uns angekommen ist. Dieser Horizont ist deshalb kein materieller Rand. Wer sich an einem weit entfernten Ort befände, hätte einen anderen beobachtbaren Ausschnitt. Die Erde nimmt dabei keine ausgezeichnete Mittelposition im gesamten Kosmos ein. Sie liegt lediglich im Zentrum der Kugel, die wir von unserem eigenen Standort aus überblicken können, ähnlich wie jeder Beobachter seinen eigenen Horizont besitzt.
Warum 13,8 Milliarden Jahre nicht 13,8 Milliarden Lichtjahre bedeuten
Das Universum ist nach dem kosmologischen Standardmodell rund 13,8 Milliarden Jahre alt. Trotzdem liegt der heutige Abstand zu den fernsten grundsätzlich beobachtbaren Regionen bei ungefähr 46 Milliarden Lichtjahren. Der Grund ist die Expansion: Während das Licht unterwegs war, vergrößerten sich die Abstände zwischen weit voneinander entfernten, nicht gravitativ gebundenen Regionen. Eine lange Lichtlaufzeit und eine heutige Entfernung sind deshalb verschiedene Größen. Verdoppelt man den ungefähren Radius, erhält man die oft genannten 93 Milliarden Lichtjahre Durchmesser. Dafür muss nichts lokal schneller als Licht durch den Raum fliegen. Die kosmologische Abstandsänderung beschreibt vielmehr die Entwicklung der Raumgeometrie. Diese Unterscheidung wird besonders wichtig, sobald Entfernungen über Milliarden Lichtjahre hinweg angegeben und miteinander verglichen werden.
Ist das gesamte Universum unendlich?
Ob der gesamte Kosmos endlich oder unendlich ist, bleibt offen. Messungen seiner großräumigen Geometrie zeigen, dass der beobachtbare Ausschnitt sehr nahe an räumlicher Flachheit liegt. Daraus folgt jedoch nicht automatisch Unendlichkeit. Auch ein sehr großes, räumlich gekrümmtes Universum könnte innerhalb unseres begrenzten Ausschnitts nahezu flach erscheinen. Zusätzlich spielt die globale Topologie eine Rolle: Geometrie und räumlicher Zusammenhang sind nicht dieselbe Frage. Eine seriöse Größenangabe muss daher stets sagen, welche Entfernung und welchen Bereich sie meint. Die belastbare Kernaussage lautet: Unser beobachtbarer Kosmos ist riesig und quantitativ beschreibbar; seine Beobachtungsgrenze verrät uns aber nicht die Gesamtgröße. Gerade diese Grenze macht Kosmologie interessant, weil sie messbares Wissen sauber von Möglichkeiten trennt, die bislang außerhalb unserer direkten Prüfung liegen.
Quellen & weiterführende Informationen
- NASA Science: What is the Universe?science.nasa.gov
- Swinburne University: Measuring the Universeastronomy.swin.edu.au
Mit KI-Unterstützung aus den genannten Quellen in eigenen Worten erstellt. Forschungsergebnisse, technische Prototypen und gesicherte Erkenntnisse werden im Text unterschieden. Dieser Themenbeitrag ist keine tagesaktuelle Meldung.