Our Borders

Unser Aufenthaltsort

Um die Bedeutung unserer Grenzen zu begreifen, müssen wir zunächst herausfinden, wo wir uns befinden. Wenn ich dir jetzt einfach sagen würde, dass wir die Struktur xyz nie verlassen können, ohne dir zu erklären, woraus diese Struktur besteht, würdest du natürlich nicht verstehen, was das bedeutet. Lass uns also klein anfangen:

Die Erde ist Teil unseres Sonnensystems, das wiederum Teil unserer Galaxie, der Milchstraße, ist. Zusammen mit der Triangulum-Galaxie, der berüchtigten Andromeda-Galaxie und etwa 50 Zwerggalaxien ist unsere Milchstraße Teil einer so genannten "lokalen Gruppe". Was bedeutet das nun?

Die lokale Gruppe

Die lokale Gruppe beschreibt einfach die kosmischen Strukturen, an die diese Galaxie gravitationsgebunden ist. Stell' dir das wie gigantische Magnete vor, die sich gegenseitig anziehen und langsam aufeinander zu bewegen. Im Gegensatz zu den magnetischen Kräften von Magneten ziehen sie sich durch die aus ihrer Masse und Geschwindigkeit resultierenden Gravitation gegenseitig an. Es wird erwartet, dass die Galaxien der lokalen Gruppe früher oder später zu einer einzigen verschmelzen. Neben unserer lokalen Gruppe gibt es noch weitere lokale Gruppen, die oft als "Cluster" bezeichnet werden, zum Beispiel den Virgo-Cluster, der zu unseren kosmischen Nachbarn gehört.

Dunkle Energie

Nun ist die Gravitation keine Kraft, die in einer bestimmten Entfernung aufhört zu wirken. Wie Nikola Tesla einst in meinem Lieblingszitat sagte:

“Though seemingly affected only by its immediate surrounding, the sphere of external influence extends to infinite distance.”. Mit anderen Worten: Nachdem unsere lokale Gruppe und Galaxien aus anderen Clustern zu einzelnen Galaxien verschmolzen sind, ziehen sie, egal wie weit sie entfernt sind, immer noch die entstehenden Galaxien aus anderen Clustern an. Daher sollten sie sich nach einiger Zeit immer noch aufeinander zu bewegen, oder?

Nnnnnein... Warum, fragst du? Nun, technisch gesehen sind sie es, aber es ist... kompliziert. Wenn die Entfernungen zwischen den Clustern statisch wären, würden sie sich sicherlich gegenseitig erreichen. Aber aufgrund der dunklen Energie, einer Kraft, die wir noch nicht ganz verstehen, beschleunigt sich die Expansion des Universums. Dadurch dehnt sich das Universum langsam aus und die Abstände zwischen den Clustern werden größer.

Die Ausdehnung des Universums

Das würde es uns nur etwas erschweren, andere Cluster zu erreichen, da wir sie im Grunde verfolgen müssten, während sie sich von uns wegbewegen, aber ich habe wieder einmal schlechte Nachrichten. Menschen und alles, was eine Masse hat, sind nicht in der Lage, sich schneller als die Lichtgeschwindigkeit fortzubewegen. Das liegt an den Gesetzen der speziellen Relativitätstheorie und wurde von Einstein in der folgenden Gleichung beschrieben:

$m^{→} = \frac{m₀}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}$

in dessen Kontext $m^{→}$ die Masse des Objekts in relativer Bewegung und $m₀$ die Masse des Objekts in Ruhe, also ohne Bewegung, darstellt. Da die Masse eines Objekts in relativer Bewegung zunimmt, wäre ein Objekt, das sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt, unfassbar schwer und würde unendlich viel Energie benötigen, um weiter bewegt werden zu können.

Wie du im obigen Koordinatensystem sehen kannst, läuft die notwendige Energie, um unser Objekt zu bewegen, bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit , welche $300.000km/s$ beträgt, gegen Unendlich. Aufgrund dieser Verflechtung von Masse, Energie und Geschwindigkeit ist es praktisch unmöglich, sich schneller als das Licht zu bewegen, weil es unendlich viel Energie benötigen würde, um dieses Objekt auf diese Geschwindigkeit zu bringen, geschweigedenn darüber hinaus.

Da der Raum jedoch eine Leere ohne Masse ist, kann er sich schneller als das Licht bewegen, weshalb das Universum bald in der Lage sein wird, sich schneller als die Lichtgeschwindigkeit auszudehnen, während wir nicht in der Lage sind, ihm zu folgen, wodurch unsere lokale Gruppe für immer vom gesamten Universum abgeschnitten wird. Da das Licht selbst ein Teilchen ist und, was niemanden überrascht, an die Lichtgeschwindigkeit gebunden ist, wird auch es nicht in der Lage sein, mit der beschleunigten Ausdehnung des Universums Schritt zu halten, was bedeutet, dass wir nicht in der Lage sein werden, irgendetwas außerhalb unserer lokalen Gruppe zu sehen, und dass kein Beobachter von außerhalb in der Lage sein wird, unsere lokale Gruppe zu sehen. Der Grund dafür ist, dass das Licht von und zu unserer lokalen Gruppe in der Leere des Raums zwischen uns und den Beobachtern reist, die schneller wächst, als das Licht sich ausbreiten kann, so dass es nicht in der Lage ist, dort anzukommen. Unser Licht reist also ewig zu anderen Galaxienclustern, ohne jemals wieder irgendwo anzukommen.

Das mag in der Tat sehr deprimierend klingen, aber es ist nicht nur noch eine lange Zeit hin, bis wir diesen Punkt erreichen, sondern die lokale Gruppe selbst ist größer als alles, was ein Mensch jemals in seinem Leben entdecken könnte, sodass es eher eine theoretische als eine praktische Enttäuschung ist.

Zusätzliche Ressourcen

1.
Dieser StackExchange Thread, den ich gefunden habe, erklärt das Konzept von relativer Masse in relativer Geschwindigkeit hervorragend!
2.
Wie immer hat auch hier Kurzgesagt ein hübsches wenn auch stark vereinfachtes Video zu diesem Thema veröffentlicht. Schau gern dort vorbei, wenn dich das Thema noch weiter interessiert!