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Astronomie & Physik: Verliert das Universum Energie?

Früh lernt jeder Physikstudent den Energieerhaltungssatz: Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant. Doch das Universum als Ganzes scheint dieses Grundgesetz zu verletzen.
Universum
Energie kann weder erzeugt noch zerstört werden. Diesen Erhaltungssatz betrachten Physikern als unantastbar. Er beherrscht jeden Lebensbereich – das Aufwärmen einer Tasse Kaffee, die chemischen Reaktionen, mit denen Blätter Sauerstoff erzeugen, die Bahn der Erde um die Sonne, die Nahrung, die wir brauchen, damit unser Herz schlägt. Ohne Essen können wir nicht leben, das Auto fährt nicht ohne Kraftstoff, und Perpetuum mobiles sind pure Fiktion. Darum schöpfen wir mit Recht sofort Verdacht, wenn ein Experiment den Energieerhaltungssatz zu verletzen scheint. Kommt so etwas überhaupt vor?

Kehren wir einmal kurz der Erde den Rücken und wenden uns dem Weltall zu. Fast alle Informationen über den fernen Weltraum gewinnen wir in Form von Licht, das auf seinem langen Weg von fernen Galaxien durch das expandierende Universum eine Rotverschiebung erfährt; die elektromagnetischen Wellen werden gemäß Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie gestreckt. Doch wir wissen: Je größer die Wellenlänge, desto kleiner die Energie. Das wirft die Frage auf, wohin die Energie verschwindet, wenn das Licht durch die kosmische Expansion röter wird. Geht sie verloren - und verletzt damit das Erhaltungsprinzip?

Wie die moderne Physik zeigt, geraten viele unserer Grundannahmen ins Wanken, wenn wir uns aus dem vertrauten Alltag in extreme Bereiche von Zeit und Raum hinauswagen…
November 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft November 2010

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