Big Freeze

Der Big Freeze (englisch für „Das große Einfrieren“), auch als Big Chill („Die große Kühle“) oder Big Whimper („Das große Wimmern“) bezeichnet, ist eine Hypothese der Kosmologie über die Entwicklung des Universums. Andere hypothetische Szenarien sind der Big Crunch und der Big Rip.

Aktuelle Beobachtungen weisen darauf hin, dass die Expansion des Universums unendlich fortdauern wird. In diesem Fall wird das Universum umso kühler, je mehr es sich ausdehnt, und die Temperatur nähert sich mit der Zeit asymptotisch dem absoluten Nullpunkt.^[1] Die Bezeichnung Big Freeze^[2] bzw. Big Chill rührt von dieser Kühle her.

Aufgrund des Einflusses durch Dunkle Energie erfolgt die Expansion des Universums nach derzeitigem Erkenntnisstand beschleunigt, entsprechend wird der Raum zwischen den Galaxien größer werden.^[3] Photonen, sogar Gammastrahlen, werden so weit rotverschoben, dass ihre große Wellenlänge und niedrige Energie sie unerkennbar macht.^[4] Sterne werden sich 10¹² bis 10¹⁴ (1–100 Billionen) Jahre lang bilden, bis das Gas zur Bildung von Sternen aufgebraucht ist. Da den existierenden Sternen mit der Zeit der Brennstoff ausgeht und sie aufhören zu leuchten, wird das Universum mit der Zeit immer dunkler und kälter werden.^[5][6] Falls das Proton, wie es einige Theorien annehmen, nicht stabil ist und zerfällt, werden auch die Sternenreste verschwinden. Danach bleiben nur noch Schwarze Löcher übrig, die sich durch Hawking-Strahlung auflösen.^[7] Damit erreicht die Temperatur am Ende einen Wert, der überall genau gleich ist, so dass keine thermodynamische Arbeit mehr möglich ist, was dann im Wärmetod des Universums endet.^[8] Der Wärmetod ist ein von Rudolf Clausius 1867 eingeführtes Bild für den „Zustand […] des finalen thermischen Gleichgewichts des Universums“^[9], aufgefasst als abgeschlossenes System. Ludwig Boltzmann und insbesondere Henri Poincaré (1890) mit seinem Wiederkehrtheorem argumentierten gegen einen Wärmetod des Universums.

1. ↑ James Glanz: Breakthrough of the year 1998. Astronomy: Cosmic Motion Revealed. In: Science. 282. Jahrgang, Nr. 5397, 1998, S. 2156–2157, doi:10.1126/science.282.5397.2156a, bibcode:1998Sci...282.2156G (sciencemag.org).  Vorlage:Cite journal: Der Parameter language wurde bei wahrscheinlich fremdsprachiger Quelle nicht angegeben.
2. ↑ WMAP – Fate of the Universe, WMAP's Universe, NASA. Abgerufen am 17. Juli 2008.
3. ↑ Sean Carroll: The cosmological constant. In: Living Reviews in Relativity. 4. Jahrgang, 2001 (caltech.edu [abgerufen am 30. August 2017]).  Vorlage:Cite journal: Der Parameter language wurde bei wahrscheinlich fremdsprachiger Quelle nicht angegeben.
4. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen lun.
5. ↑ A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects, Fred C. Adams and Gregory Laughlin, Reviews of Modern Physics 69, #2 (April 1997), pp. 337–372. bibcode:1997RvMP...69..337A. doi:10.1103/RevModPhys.69.337 arxiv:astro-ph/9701131.
6. ↑ Adams & Laughlin (1997), §IIE.
7. ↑ Adams & Laughlin (1997), §IV.
8. ↑ Adams & Laughlin (1997), §VID.
9. ↑ Martin Carrier: Wärmetod, in: Jürgen Mittelstraß (Hrsg.): Enzyklopädie Philosophie und Wissenschaftstheorie. 2. Auflage. Band 8: Th - Z. Stuttgart, Metzler 2018, ISBN 978-3-476-02107-6, S. 422