Kosmologie

Kosmologie ist der Zweig der Astronomie und Physik, der sich mit dem Universum in seiner Gesamtheit befasst. Die zentrale Frage lautet: Wie ist das Universum entstanden, wie hat es sich entwickelt, und was erwartet es in ferner Zukunft? Anders als die Astronomie, die einzelne Objekte wie Sterne oder Galaxien untersucht, betrachtet die Kosmologie das große Bild.

Das Fundament der modernen Kosmologie bildet Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie von 1915, die den Zusammenhang zwischen Materie, Energie und der Geometrie der Raumzeit beschreibt. Alexander Friedmann leitete daraus 1922 ab, dass das Universum expandieren oder kontrahieren muss, und Edwin Hubble bestätigte 1929 durch Beobachtungen die Expansion. Daraus folgt logisch: Wenn das Universum sich ausdehnt, muss es einmal kleiner und dichter gewesen sein. So entstand das Urknallmodell.

Heute stützt sich die Kosmologie auf drei zentrale Beobachtungen: die kosmische Hintergrundstrahlung (entdeckt 1965 von Penzias und Wilson), die Häufigkeit leichter Elemente (Wasserstoff, Helium, Deuterium) und die beobachtete Expansion des Universums. Seit 1998 wissen wir zusätzlich, dass die Expansion sich beschleunigt, was zur Hypothese der Dunklen Energie führte. Das Standardmodell der Kosmologie (Lambda-CDM-Modell) beschreibt ein Universum aus etwa 5 % normaler Materie, 27 % Dunkler Materie und 68 % Dunkler Energie.

In der Science-Fiction ist die Kosmologie ein Dauerthema. Olaf Stapledons Sternenerschaffer (1937) erzählt die gesamte Geschichte des Universums. Stephen Baxters Xeelee-Sequenz entwirft eine Kosmologie mit konkurrierenden Spezies über kosmische Zeiträume. Und Greg Egans Schild's Ladder spielt in einem Universum, dessen physikalische Grundlagen sich verändern.