Wie viel schneller als die Lichtgeschwindigkeit dehnt sich das Universum aus?

Die Expansion des Universums: Schneller als Licht, aber nicht lokal

Die Expansion des Universums ist ein faszinierendes Phänomen, das seit über einem Jahrhundert Wissenschaftler beschäftigt. Beobachtungen haben gezeigt, dass sich das Universum ständig ausdehnt und dass sich Galaxien voneinander entfernen. Jedoch stellt sich die Frage: Dehnt sich das Universum schneller als die Lichtgeschwindigkeit aus?

Die Antwort ist sowohl ja als auch nein.

Lokale Expansion

Innerhalb eines begrenzten Bereichs des Universums, wie beispielsweise unserer Galaxie und ihren nahegelegenen Nachbarn, dehnt sich das Universum nicht schneller als die Lichtgeschwindigkeit aus. Die Expansionsrate in diesen Regionen beträgt etwa 73 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec. Das bedeutet, dass Galaxien in einem Abstand von einer Megaparsec (ca. 3,26 Millionen Lichtjahren) sich mit einer Geschwindigkeit von 73 Kilometern pro Sekunde voneinander entfernen.

Diese Expansionsrate liegt unter der Lichtgeschwindigkeit, was bedeutet, dass Lichtsignale jede dieser Galaxien immer noch erreichen können. Daher ist die lokale Ausdehnung des Universums nicht schneller als das Licht.

Kosmische Expansion

Im Gegensatz zur lokalen Expansion dehnt sich das Universum über größere Entfernungen tatsächlich schneller als die Lichtgeschwindigkeit aus. Dieses Phänomen wird als “kosmische Expansion” bezeichnet.

Die kosmische Expansion wird durch die Dunkle Energie angetrieben, eine mysteriöse Kraft, die etwa 70 % der Energie im Universum ausmacht. Dunkle Energie bewirkt, dass sich der Weltraum selbst ausdehnt und die Distanzen zwischen weit entfernten Galaxien immer größer werden.

Die Expansionsrate des Universums über große Entfernungen wird durch die Hubble-Konstante beschrieben, die derzeit auf etwa 70 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec geschätzt wird. Galaxien in einem Abstand von einer Milliarde Lichtjahren voneinander entfernen sich mit einer Geschwindigkeit von 70.000 Kilometern pro Sekunde.

Implikationen

Die kosmische Expansion mit Überlichtgeschwindigkeit hat mehrere Konsequenzen:

• Beobachtungsbeschränkungen: Licht von weit entfernten Galaxien benötigt immer mehr Zeit, um uns zu erreichen, da sich der Weltraum dazwischen ausdehnt. Dies bedeutet, dass wir Galaxien nur bis zu einer bestimmten Entfernung beobachten können, die als “Beobachtungshorizont” bezeichnet wird.
• Zukunft des Universums: Da sich das Universum immer schneller ausdehnt, könnte es schließlich einen Punkt erreichen, an dem die Galaxien so weit voneinander entfernt sind, dass sie keine Lichtsignale mehr austauschen können. Dies wird als “Big Rip” bezeichnet, bei dem das Universum auseinandergerissen wird.
• Schicksal der Menschheit: Wenn sich das Universum weiter mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt, könnten wir irgendwann in einer isolierten Blase des Raums enden, die von anderen Galaxien abgeschnitten ist.

Schlussfolgerung

Die Expansion des Universums erfolgt nicht überall gleich schnell. Innerhalb kleinerer Gebiete ist die Ausdehnung langsamer als die Lichtgeschwindigkeit, während sich das Universum über größere Entfernungen schneller als das Licht ausdehnt. Diese kosmische Expansion hat weitreichende Auswirkungen auf unser Verständnis des Universums und unsere Zukunft darin.