Der nächtliche Himmel ist ein toller Anblick – vorausgesetzt es gibt keine Wolken und keine Lichtverschmutzung. Die vielen funkelnden Sternen haben die Menschen von Anfang an fasziniert. Aber stellt euch mal vor, wir würde unter so einem Himmel leben:
Leider sind wir für so einen Anblick zu früh geboren. Aber in der Zukunft wird der Himmel so ähnlich aussehen, wie in dieser künstlerischen Darstellung.
Was hier den Himmel erfüllt, ist die Andromeda-Galaxie. Sie ist eine Spiralgalaxie und ein wenig größer als unsere eigene Galaxie, die Milchstraße. Noch befindet sie sich in einer Entfernung von knapp 2,5 Millionen Lichtjahren. Aber sie bewegt sich auf die Milchstraße zu! Und irgendwann werden die beiden Galaxien zusammenstoßen. Das wusste man schon früher. Man wusste allerdings nicht, wie genau der Zusammenstoß ablaufen würde. Es ist zwar recht leicht zu messen, ob sich ein Himmelskörper auf uns zu oder von uns weg bewegt. Aber ob und wie stark sich die Andromeda auch seitlich bewegt, ist viel schwerer herauszufinden. Wenn sie eine starke seitliche Geschwindigkeitskomponente hat, dann wird sie uns nur streifen oder unter Umständen sogar ganz verfehlen. Wenn die die seitliche Geschwindigkeit klein ist, dann treffen wir direkt und frontal aufeinander.
Mit dem Weltraumteleskop Hubble war es nun endlich möglich, diese Geschwindigkeit zu messen. Jetzt wissen wir sicher: Die Andromedagalaxie wird frontal auf die Milchstraße treffen und zwar in 4 Milliarden Jahren. Das ist lange genug hin, damit wir uns keine Sorgen machen müssen. Das wäre aber sowieso unnötig gewesen. Denn Kollisionen zwischen Galaxien sind nicht so gefährlich wie sie erscheinen. Zwischen den Sternen einer Galaxie ist enorm viel Platz und es ist äußerst unwahrscheinlich, dass dabei Himmelskörper tatsächlich zusammenstoßen. Die beiden Galaxien durchdringen sich nur und verformen sich aufgrund der gegenseitigen Anziehungskräfte. Eine galaktische Kollision erzeugt auch jede Menge neue Sterne, weil die interstellaren Staub- und Gaswolken komprimiert werden; so lange bis sie kompakt genug sind um in ihren Inneren die Kernfusion starten zu lassen.
Die Sonne wird in 4 Milliarden Jahren noch existieren und vermutlich auch die Erde. Wenn dann noch jemand auf ihr leben sollte (was eher unwahrscheinlich ist, aber man kann ja hoffen), dann steht diesen Lebewesen ein toller Anblick bevor. Die Wissenschaftler vom Hubble-Team haben die neuen Daten benutzt um detaillierte Computersimulationen der Kollision zu erstellen. Damit haben sie simuliert, wie der Anblick des Nachthimmels im Laufe der Zeit verändern wird.
Zuerst wird die Andromeda einfach nur größer werden. Was wir heute mit freiem Auge nur unter den besten Bedingungen als kleinen verwaschenen Fleck sehen können, wird in 2 Milliarden Jahren deutlich als Galaxie erkennbar sein:
Das helle Band, dass sich von oben nach unten durch das Bild zieht, ist übrigens der Blick auf die zentralen Regionen unserer eigenen Milchstraße. In 3,75 Milliarden Jahren ist Andromeda dann schon so nahe, dass ihre Gravitationskraft das Band der Milchstraße sichtbar verformt:
Wie schon oben angesprochen wird die Interaktion zwischen Andromeda und Milchstraße dafür sorgen, dass jede Menge neue Sterne enstehen. In 3,85 Milliarden Jahren wird der Himmel voller junger Sterne sein:
In 4 Milliarden Jahren ist die Kollision dann schließlich vorbei. Fürs erste jedenfalls. Die beiden Galaxien haben sich durchdrungen. Aber sie haben einander immer noch im Griff. Andromeda entfernt sich nicht weit und macht sich daran, wieder zurück zu kehren. Andromeda und Milchstraße sind nun beide völlig verzerrt:
Bei der zweiten Annäherung kann man die hellen Zentren von Andromeda und Milchstraße sehen. Allerdings kein Feuerwerk junger Sterne mehr. Staub und Gas wurden schon beim letzten Mal aufgebraucht:
In 7 Milliarden Jahren ist die Kollision schließlich abgeschlossen. Aus den beiden Spiralgalaxien wurde eine große elliptische Galaxie. Es gibt keine Spiralarme mehr und kein schön strukturiertes Milchstraßenband am Himmel. Eine elliptische Galaxie ist nur ein großer, mehr oder weniger sphärischer Haufen von Sternen. In dieser fernen Zukunft wird es die Sonne vermutlich nicht mehr geben und wenn, dann ist sie schon lange nicht mehr in der Lage, Leben auf der Erde zu ermöglichen. Aber wenn da noch jemand wäre, dann würde der Himmel so aussehen:
Die Menschheit wird mit großer Sicherheit keinen dieser Anblicke erleben. Sie wird dann schon längst ausgestorben sein (Nicht unbedingt, weil sie sich selbst ausgelöscht hat. Aber Spezies überleben einfach nicht so lange. Die Evolution schreitet ständig fort und bis jetzt ist noch jede entstandene Spezies auch wieder verschwunden). Aber man kommt natürlich nicht umhin zu spekulieren: Was wäre, wenn die Erde erst ein paar Milliarden Jahre später entstanden wäre? Was wäre, wenn wir Menschen uns unter so einem beeindruckenden Himmel entwickelt hätten? Welche Religion, welche Philosophie, welche Wissenschaft hätten wir erschaffen? Wären wir vielleicht viel früher und schneller zu den Sternen aufgebrochen, wo sie doch direkt vor unserer Haustür waren?
Irgendwie ein passendes Szenario zum Krawummm! Wunderbar ausbaufähig und Stoff für Romane/Fiktionen sind die finalen „Was wäre, wenn…?”-Philosophien 🙂
Faszinierend! Aber was passiert denn mit den supermassereichen Schwarzen Löchern in den Zentren der Galaxien? Verschmelzen die zu einem gigantischen SL? Oder „verschlingen“ die jeweils Teile der anderen Galaxie? Oder kann es passieren – wie im gestrigen Text beschrieben – dass eines „rausgeschleudert“ wird?
Gibt es solche Bilder auch in Auflösungen von 3860×1200, also Wallpapertauglich bei 2 Bildschirmen? Ich habe so was gerne als Hintergrund, einfach um mir immer mal wieder klar zu machen, dass alles, was vor sich geht, gar nicht so schlimm ist, im Vergleich zur Größe des Universums. Auf dieser Ebene der Größenskala existiert der Mensch nämlich gar nicht.
@Sarah: Ah ja, das wollte ich noch erwähnen. Die SL in den beiden Galaxien werden verschmelzen und dort bleiben. Ihre Masse unterscheidet sich nicht stark genug, um bei der Verschmelzung einen Rückstoßeffekt zu erzeugen.
@Ben: Folge den Links unter den Bildern, wähle dort ein Bild aus, und da sollte es dann auch immer einen Link „Highest-quality download options“ geben – in diesem Fall scheinen alle 3600 Pixel breit zu sein.
Ich verwende übrigens grad einen Ausschnitt von dem hier für meine 3 Monitore mit 5120×1200. 🙂
Verdammt, das ist schon in 4 Milliarden Jahren? Das ist ja auch die Zeit, wo die Sonne langsam ihren Geist aufgibt. Das ist ja echt blöd für die Menschheit. Wenn wir uns auf einen anderen Planeten in der Milchstraße begeben, kann alles wieder schnell vorbei sein, wenn sich da zwei Galaxien durchdringen. Wie sicher ist denn das? Sonst müssen wir uns in eine ganz andere Galaxie retten.
@Florian
„Jetzt wissen wir sicher: Die Andromedagalaxie wird frontal auf die Milchstraße treffen und zwar in 4 Milliarden Jahren.“
Das ist dann der Moment, wenn ein Krawumm nicht mehr um, sondern durch die Welt geht. 🙂
Ansonsten schöne Story mit vielen Phantasiebildern, mit der uns die NASA in das Sommerloch entlässt. Bestens geeignet zum Anregen des Denkens nach einigen Gläschen an lauen Sommerabenden im Liegestuhl.
@Carlo: „Wie sicher ist denn das? Sonst müssen wir uns in eine ganz andere Galaxie retten. „
Es ist ENORM unwahrscheinlich, dass bei der Kollision zweier Galaxien auch nur irgendein Stern/Planet zu Schaden kommt. Die beiden durchdringen sich einfach. Physisch kollidiert da nix.
Hey Florian, sehr faszinierend solche Kollisionen… und die Bilder produzieren eine Art „kosmisches Fernweh“ 😉
Frage am Rande über ein Thema, dass mich sehr interessiert: Kennst du vllt irgendwelche frei zugänglichen Arbeiten ( oder sonstiges Material, in dt. Sprache [ ich schätze mal, dass für den Laien engl. Texte auf Grund der Anzahl an Fachbegriffen sehr sehr mühselig zu verstehen sind ] ) zum Thema der Verschmelzung von zwei schwarzen Löchern? Jetzt weniger bezogen auf Gravitationswellen etc. sondern mehr auf den Vorgang an sich. Was passiert mit der Raumzeit bei der Näherung? Die wird doch quasi durch den Fleischwolf gedreht? Un wie kann man sich die „Verschmelzung“ vorstellen. Der Raum ist verwirbelt, Zeit ist nur eine Vokabel… ich kanns mir nicht mal ansatzweise vorstellen 🙁
Und hat man eine Vorstellung wie sich die Kollision abspielt, bei stark unterschiedlicher bzw. gleicher Masse ( auch wenn wohl in der Praxis recht unwahrscheinlich 😉 )?
@bam: Der Artikel bei der Max-Planck-Gesellschaft und seine Lesetips könnten Dich interessieren: https://www.astronews.com/news/artikel/2008/04/0804-044.shtml
Etwas an den Grundlagen zu tun, ist auch nie verkehrt. Ich habe eine Liste von drei einfachen Einführungen in die Relativitätstheorie geposted.
Hm, auch wenn da nicht wirklich was zusammenstößt, kann es nicht sien, das sich einige Kometen /Asteroiden oderwasauchimmer dazu angehalten fühlen sich auf arglos herumirrende Planeten zu stürzen?
Zum Thema „Leben auf der Erde in 4 Milliarden Jahren“: Ist das denn wirklich noch eine Frage von Evolution bzw. des Aussterbens von Spezies? Ich habe bisher angenommen, dass hier in etwa 1 Millarde Jahren aufgrund der gesteigerten Leuchtkraft der Sonne und der damit verbundenen Termeraturerhöhung auf der Erde ohnehin Schluß ist.
@Michael
Danke, ist auch sehr interessant und gehört natürlich dazu, aber mich würde eben mehr der Ablauf der Kollision an sich interessieren, besonders auf die oben gestellten Fragen. Der Artikel bezieht sich auch mehr auf Gravitationswellen, Folgen, mögliche Detektoren etc…
Beim Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik hat man zwar Zugriff auf einige Bilder der Simulationen der Kollision, damit allein kann ich aber leider nicht sehr viel anfangen. Deshalb würde ich mich über eine Ausarbeitung zu diesem Thema in dt. Sprache shr freuen. Allerdings werden die meisten Fachartikel, Doktorarbeiten etc… wohl nicht kostenlos zugänglich sein, am Besten schau ich mal in die Unibib. Wobei ich den Nachteil hab, dass bzgl. Astrophysik an beiden Unis zu denen ich Zugang hab, nicht besonders viel los ist 🙁
@Wolf
Kann schon sein. Und jede Menge Gamma-Bursts und Supernovae von den neu entstandenen Riesensternen werden die neu entstehende Galaxie eine Weile ungemütlich machen.
Aber bis dahin wird es auf der Erde längst wie heute auf der Venus aussehen, da die Sonne langsam immer heller wird und in ca. 1 Milliarde Jahren die Ozeane verdampfen werden. Wird dann nicht mehr unser Problem sein.
@bam
Ich glaube die Härte Deiner Frage liegt in dem Wunsch eine tiefergehende deutschsprachige Ausarbeitung lesen zu wollen. Publikationen erfolgen ja meist in Englisch und die deutschen Texte sind populäre Einführungen.
Für die Hubble-Presseerklärung, über die Florian berichtet hat sind ja (natürlich nur in Englisch) die wissenschaftlichen Aufsätze komplett verfügbar. Wenn man wissen will, was bei der Kollision abgeht, so dürfte das gleichbedeutend mit der Frage sein, welche Vorgänge haben die Forscher in ihrer Simulation modelliert.
Eine schnelle Durchsicht der drei Aufsätze zeigt, dass man zunächst die wahren Bewegungen der Sterne („proper motions“) in den beteiligten Galaxien (Sonnensystem, M31, M33) so genau wie möglich bestimmt hat (aus Hubble-Daten mit sehr weit entfernten Galaxien im Hintergrund als Referenzobjekte). Damit hat man ein Modell des „lokalen“ Teils des Universums und kann mit den Newtonschen Bewegungsgleichungen die weitere Entwicklung berechnen (N-Körper-Problem).
Das klingt alles sehr einfach ist aber mit einigen Hürden verbunden. Fehler in der Modellierung des gegenwärtigen Zustandes summieren sich natürlich gewaltig auf über den Verlauf einer Simulation. Die Fehlergröße klein zu halten ist also eine Herausforderung. Und dann benötigt man gewaltige Rechenleistungen, um N-Körper-Probleme zu lösen.
Verwendet wurde übrigens diese Simulationssoftware GADGET-3. Natürlich wieder in Englisch; da kannst Du Dich informieren, wie das Universum in der Software modelliert wird.
Wie ist das eigentlich, erwartet man da einen großen Unterschied, je nachdem, auf welcher Seite der Rotationsebene sich die Galaxien gegenseitig in die Gleichgewichte einmischen? Ich stelle es mir wesentlich ungemütlicher vor, wenn die Sonnensysteme mit hohen relativistischen Geschwindigkeiten gegenläufig aneinander vorbei rasen.
Was passiert denn mit der Raumzeit, wenn sich die Ereignishorizonte der beiden SL berühren? Die muss doch dann ne wilde Party feiern, oder? 😉
Gibt es auch ein Zeitraffer-Video der Kollision? Ob solche gigantischen Zeitreisen demnächst auch mal in einem Planetarium zu besichtigen wären? Gewöhnlich wird dort ja nur ein paar 1000 Jahre in die Zukunft fast forwarded.
Ja, das wäre ein schöner Anblick! Und der Beitrag passt wohl in meine Kategorie „Wo ich gerne nochmal Mäuschen spielen würde, obwohl ich schon ca. 4 Mrd. tot sein werde“. Das muss ein fantastischer Anblick sein!
OK! Es ist fast unmöglich das Planeten kollidieren. Das habe ich verstanden. Aber wenn sich die Milchstraße verformt, können sich dann nicht auch die Umlaufbahnen der Planeten ändern, z.B. durch die Entstehung eines jungen Planeten in unmittelbarer Nähe?
Und das wir Menschen aussterben,- da habe ich keine Bedenken. Allerdings interessiert es mich nicht wirklich. Ich habe mit der Verwaltung meines Lebens schon genug zu tun, und ich sterbe viel früher aus als der Rest der Menschheit. Eine interessante Frage wäre aber das „Wie“.
@Falfagur
Ja, hier
Wow. Einfach nur wow. Und danke für den Videolink!
In der Tat: eine faszinierende Schilderung.
Danke.
A propos Menschen, die das nicht mehr erleben werden; dazu ein Trost, verbunden mit einer kecken Vermutung:
„Alle Menschen müssen sterben. Vielleicht auch ich.“ (Karl V.)
„zum Thema der Verschmelzung von zwei schwarzen Löchern?“
Gibt’s da nicht ein kleines nettes Video in dem Neil deGrasseTyson einem aufgeweckten kleinen Jungen das erklärt? —> https://www.youtube.com/watch?v=ciCOtj-624Q
Interessanter Artikel. Du fragst am Ende: „Was wäre, wenn wir Menschen uns unter so einem beeindruckenden Himmel entwickelt hätten? Welche Religion, welche Philosophie, welche Wissenschaft hätten wir erschaffen? Wären wir vielleicht viel früher und schneller zu den Sternen aufgebrochen, wo sie doch direkt vor unserer Haustür waren?“ Nun, zunächst zur letzten Frage: Ich denke, dass die Entfernungen zwischen den Sternen auch nach dem Zusammenstoß viel zu groß sein werden, um interstellare Reisen zu erlauben. Jedenfalls mit der heutigen Technik.
Viel interessanter ist für mich die Frage, wenn wir schon – auf welche Art und Weise auch immer – als Spezies aussterben: Was wird von uns bleiben? Klingt vielleicht etwas überspannt: Aber sollten wir nicht die Geschichte der Erde irgendwie aufzeichnen und ins Universum schicken, so dass wenigstens noch irgendwo die Kunde davon weiterlebt, dass wir jemals existiert haben?
@Michael Schöfer: “ Ich denke, dass die Entfernungen zwischen den Sternen auch nach dem Zusammenstoß viel zu groß sein werden, um interstellare Reisen zu erlauben.“
So war das nicht gemeint. Ich wollte darauf hinaus, dass ein Himmel wie der in 5 Milliarden Jahren den Menschen vielleicht eine ganz andere Motivation geboten hätte, früher und bessere Raumfahrt zu entwickeln. Heute sehen wir nur ein paar Lichtpunkte. Aber wenn man SO einen Anblick vor sich hat, will man vielleicht dringender wissen, was da draussen so alles ist…