Nach der Urknalltheorie entstand das Universum vor etwa 13,8 Milliarden Jahren durch einen großen Knall (Big Bang) mehr oder weniger aus dem Nichts. Vor diesem Urknall gab es weder Materie noch Energie, also auch keine Elementarteilchen oder Atome. Und damit auch keine Wechselwirkungen wie Gravitation, Elektromagnetismus oder Licht. Und selbst Raum und Zeit existierten vor dem Urknall nicht.
Seit dem Urknall dehnt sich das Universum immer weiter aus. Über viele Millionen und Milliarden von Jahren ist so das Universum gewachsen:
- Vor dem Urknall gab es nur eine verschwindend kleine Singularität mit extrem hoher Dichte und Temperatur.
- Wenige Bruchteile von Sekunden danach hatte das Universum bereits eine Ausdehnung von etwa 100 Milliarden Kilometern.
- Damit begann die auch heute noch andauernde Expansion des Universums, durch die sich Raum und Zeit immer weiter ausdehnen.
- Und über Millionen und Milliarden von Jahren entstand schließlich das unendlich große Universum, welches wir heute durch Beobachtungen und Theorien erforschen.
So hat der Big Bang zur Entstehung aller Galaxien, Sterne und Planeten geführt. Ebenso sind alle Elementarteilchen, alle Atome und Moleküle, und auch alles was aus diesen Bausteinen besteht, erst durch den Urknall entstanden.
Und letztendlich ist auch die Entstehung von Leben und damit die Entwicklung des Menschen erst durch den Big Bang vor 13,8 Milliarden Jahren ermöglicht worden.
Die Urknalltheorie ist eines der grundlegenden Fundamente der modernen Kosmologie und Astrophysik. Wir wissen allerdings erst seit ungefähr 100 Jahren, dass unser Universum durch einen Urknall entstand.
Etwa um 1920 bis 1930 entwickelten mehrere Forscher durch neue mathematische Überlegungen zu Raum und Zeit die Urknalltheorie. Erst Jahrzehnte später wurde diese Theorie durch Beobachtungen gestützt, zunächst durch Messungen von neuen Bodenteleskopen und dann durch Weltraumteleskope.
Die Wissenschaft hat seitdem zahlreiche Hinweise und Belege gesammelt, welche alle die Theorie von einem Big Bang bestätigen. Dazu gehören vor allem
- die kosmische Hintergrundstrahlung (CMB),
- die Rotverschiebung, welche zeigt, dass sich alle Galaxien voneinander entfernen,
- und die Hubble Konstante, welche die Expansion des Universums insgesamt belegt.
Diese und auch viele weitere Beobachtungen können mit dem Big Bang erklärt werden. Die Urknalltheorie gilt damit als das zurzeit beste in sich schlüssige physikalische Modell, welches (fast) alle Beobachtungen des Universums erklären kann. Auch das Alter des Universums, die Entstehung von Galaxien, Sternen und Planeten sind mit der Urknalltheorie vereinbar und können durch die daraus folgenden Daten auch berechnet werden.
Dennoch ist die Big Bang Theorie nicht unstrittig. Es gibt mehrere offene Fragen und auch mögliche Widersprüche. So gibt es verschiedene Beobachtungen, die nach Ansicht einiger Wissenschaftler dafür sprechen, dass die Urknalltheorie unvollständig ist.
Manche Wissenschaftler haben Überlegungen angestellt, ob das Universum vielleicht ständig wechselt von einem Zustand der Expansion zu einem Zustand des Zusammenfallens (zyklisches Universum).
Und für das Alter des Universums berechnen einige Wissenschaftler einen viel höheren Wert von über 25 Milliarden Jahren. Auch halten ein paar wenige Wissenschaftler die Theorie von einem Big Bang sogar insgesamt für fragwürdig oder auch schlicht falsch.
Dies ist der normale Lauf der Wissenschaft. Wissenschaftliche Theorien entwickeln sich immer weiter und werden durch neue Beobachtungen, Experimente, Überlegungen und Erkenntnisse auf den Prüfstand gestellt.
Und in so gut wie allen Bereichen der Naturwissenschaften haben neue Erkenntnisse und Beobachtungen immer wieder dazu geführt, dass Theorie und Modell überarbeitet und korrigiert werden müssen.
Neue Instrumente wie das Hubble und das James-Webb-Teleskop ermöglichen Beobachtungen, die zu vielen neuen Erkenntnissen führen und oft auch neue Fragen aufwerfen. Und weitere geplante Instrumente und Teleskope und die damit gemachten Beobachtungen werden diesen Lauf von Fragen, Erkenntnissen und neuen Theorien wahrscheinlich auch in der Zukunft fortsetzen.
Die Urknall-Theorie ist erst ungefähr 100 Jahre alt, und die Bestätigung durch Beobachtungen begann erst vor etwa 60 Jahren. Die theoretische Herleitung der Existenz der sogenannten Dunklen Energie, welche mit der Big Bang Theorie über dem Standardmodell der Kosmologie zusammenhängt, erfolgte erst ca. 2000, also vor ungefähr 25 Jahren. Auslöser hierfür waren Messungen des damals neuen Hubble Weltraumteleskops.
Und auch seitdem haben Weltraumteleskope wie Hubble und seit 2021 auch James Webb viele neue Beobachtungen und Entdeckungen gemacht, welche neue Fragen aufwerfen und so zu neuen Erkenntnissen führen. Eventuell leben wir also auch aktuell in einer Zeit, welche durch neue Beobachtungen und neue Entdeckungen das Entstehen von grundlegenden Ideen und Theorien auf dem Gebiet der Astrophysik und Kosmologie ermöglicht.
Die Diskussion um den Urknall und andere mögliche Theorien zur Entstehung des Universums bleibt also interessant. Und wir müssen abwarten, ob die Beobachtungen der nächsten 10, 20 oder 50 Jahre die Urknalltheorie bestätigen. Zeit genug, um sich die Grundlagen, die Entstehung und den Werdegang der Big Bang Theorie genauer anzuschauen.
In diesem Artikel fassen wir die wichtigsten Informationen und Diskussionen zum Thema Urknalltheorie und dessen Bedeutung für die moderne Kosmologie zusammen. Dabei wollen wir vor allem auch auf die folgenden Punkte und Fragen eingehen:
- Wie entstand diese Theorie vom Urknall?
- Was sind die wichtigsten Belege für die Richtigkeit der Urknalltheorie?
- Wo gibt es Widersprüche?
- Was war vor dem Big Bang?
- Was geschah während des Urknalls?
- Und wie hat sich das Universum in den Millionen und Milliarden von Jahren nach dem Urknall entwickelt?
- Wie hängen Urknall und die Expansion des Universums zusammen?
- Und wieso kann ein ganzes Universum mit Milliarden von Galaxien aus dem Nichts entstehen?