Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie ist die bis heute durch Messungen glänzend bestätigte Theorie für die Schwerkraft, die Raumzeit und das Universum als Ganzes. Aus ihr folgt, dass der Weltraum auf großen Maßstäben nicht statisch sein kann. Er wäre instabil, wie Einstein 1917 erkannte (aber zunächst nicht wahrhaben wollte). Also muss der Raum kontrahieren oder expandieren. Messungen der Spektrallinien ferner Galaxien und Galaxienhaufen sowie weitere Beobachtungsdaten zeigen, dass sich das Universum ausdehnt. Kurioserweise tut es dies seit etwa sechs Milliarden Jahren sogar immer schneller.
Drei Missverständnisse
Weit verbreitet sind drei Missverständnisse:
Das All dehnt sich von einer Art Mittelpunkt aus, der den Urknall markiert.
Das All dehnt sich seither überall gleichmäßig aus.
Das All dehnt sich an seinem „Außenrand“ aus.Alle diese Aussagen sind falsch.
Vier kosmologische Konsequenzen
Richtig sind folgende Konsequenzen der Kosmologie auf Grundlage der Allgemeinen Relativitätstheorie:
Der Urknall war keine Explosion in Raum und Zeit, sondern eine Explosion von Raum und Zeit. Die Raumzeit unseres Universums ist erst mit dem Urknall entstanden. Es gibt also keinen Mittelpunkt des Universums, sondern der Urknall hat gewissermaßen überall stattgefunden.
Der Raum dehnt sich nur dort aus, wo die Schwerkraft der Materie und Energie gering ist. Er expandiert daher nicht innerhalb von Galaxien oder kompakten Galaxiengruppen, sondern zwischen den Galaxienhaufen und -superhaufen. Die Ausdehnungsrate (missverständlich Hubble-Konstante genannt) ist auch in der Zeit nicht konstant, sondern ändert sich raumzeitlich. (Daher spricht man am besten von lokalen Hubble-Parametern und einem globalen, zeitabhängigen Hubble-Parameter als Durchschnittswert.)
Es gibt keinen äußeren Rand des Universums – unabhängig davon, ob es endlich oder unendlich groß ist. Es gibt allerdings für jeden Ort im Universum prinzipielle Grenzen der Beobachtbarkeit: die kosmischen Horizonte. Sie sind das Resultat der endlichen Vakuum-Lichtgeschwindigkeit. Licht braucht also Zeit, um Entfernungen zu überwinden. Daher ist jeder Blick hinaus in den Raum ein Blick zurück in die Zeit. Weil unser Universum ein endliches Alter hat und sich ausdehnt, können wir nur einen Ausschnitt des Universums betrachten.