Die Expansion des Universums ist eine der kontraintuitivsten Ideen der modernen Kosmologie. Wenn sich der Weltraum selbst ausdehnt, wie können Galaxien dann noch kollidieren? Diese Frage stellt sich oft, weil sie widersprüchlich erscheint: Sollte nicht alles auseinanderfliegen? Die Realität ist differenzierter. Kollisionen passieren, weil die Expansion nur auf den größten Skalen vorherrscht und die Schwerkraft lokal immer noch einen starken Einfluss ausübt.
Das expandierende Universum: Ein Missverständnis
Das weit verbreitete Bild des Universums, das sich wie eine Explosion ausdehnt – wobei sich Galaxien durch den Weltraum bewegen – ist irreführend. Bei der Expansion geht es nicht darum, dass Galaxien voneinander wegrasen; Es geht darum, dass sich der Raum selbst ausdehnt. Stellen Sie sich einen flexiblen Meterstab vor, der sich von einem bis zwei Metern ausdehnt. Punkte, die weiter voneinander entfernt sind, bewegen sich schneller, während sich nähere Punkte langsamer bewegen. Genau das passiert im Universum: Weiter entfernte Galaxien weichen schneller zurück, ein Phänomen, das wir messen können.
Beispielsweise bewegt sich eine Galaxie, die 10 Megaparsec (32,6 Millionen Lichtjahre) entfernt ist, mit etwa 700 km/s weg, während sie sich in einer Entfernung von einem Megaparsec mit nur 70 km/s bewegt. Trotz dieser schnellen Expansion können Galaxien sie immer noch durch bloße Geschwindigkeit überwinden.
Die lokale Schwerkraft überschreibt die Expansion
Die Andromeda-Galaxie ist ein klares Beispiel. Obwohl er 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt ist, entfernt er sich nicht. Stattdessen rast es mit etwa 110 km/s auf die Milchstraße zu. Dies liegt daran, dass beide Galaxien innerhalb der Lokalen Gruppe gravitativ gebunden sind – ihre gegenseitige Schwerkraft überwältigt die Expansion des Universums.
Das gleiche Prinzip gilt für Galaxien innerhalb von Clustern. Die kombinierte Schwerkraft hält sie zusammen und widersteht dem Zug der Expansion nach außen. Infolgedessen können diese Galaxien trotz des ausgedehnten Kosmos um sie herum über Milliarden von Jahren hinweg interagieren, verschmelzen und kollidieren.
Die Schwerkraft krümmt die Raumzeit
Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie erklärt, warum dies funktioniert. Die Schwerkraft ist nicht nur eine Kraft; es ist eine Verzerrung der Raumzeit. Massive Objekte verzerren das Gefüge des Universums und bewirken, dass sich Objekte in der Nähe auf sie zu krümmen. In einem eng gebundenen System dominiert die Schwerkraft und verhindert eine Expansion innerhalb dieser Region. Der Raum dehnt sich um den Cluster herum aus, jedoch nicht innerhalb desselben.
Das heißt, wenn zwei Galaxien einander nahe genug kommen, werden sie durch die Schwerkraft zusammengezogen, unabhängig vom expandierenden Hintergrund. Genau aus diesem Grund werden die Milchstraße und Andromeda in etwa acht Milliarden Jahren kollidieren.
Dunkle Energie und die Zukunft
Die Geschichte wird seltsamer, weil die Erweiterung nicht konstant ist. Im Jahr 1998 entdeckten Astronomen, dass sich die Expansion beschleunigt, angetrieben von einer mysteriösen Kraft namens Dunkle Energie. Wenn sich dunkle Energie auf bestimmte Weise verhält, könnte sich sogar der Raum innerhalb begrenzter Regionen ausdehnen. Das extremste Szenario, der „Big Rip“, deutet darauf hin, dass irgendwann jede Struktur – von Galaxien bis hin zu Molekülen – durch unaufhaltsame Expansion auseinandergerissen wird.
Die Natur der dunklen Energie bleibt jedoch unbekannt. Der große Riss ist nur ein mögliches Schicksal. Die Zukunft des Universums – und das Schicksal kollidierender Galaxien – bleibt ungewiss.
Zusammenfassend : Galaxien kollidieren, weil die Schwerkraft lokal immer noch dominiert und die Expansion des Universums auf kleineren Skalen außer Kraft setzt. Diese dynamische Wechselwirkung zwischen Schwerkraft und Ausdehnung ermöglicht die Bildung, Entwicklung und letztendliche Kollision von Strukturen, selbst wenn sich der Kosmos weiter nach außen ausdehnt.
