Neue Welterklärung Das Universum hat keinen Anfang

Nicht erst beim Urknall ist das Universum entstanden, glauben zwei Kosmologen. Nach ihrer radikalen Theorie befindet sich das Weltall in einem ewigen Kreislauf zwischen Schöpfung und Zerstörung.

Von Martin Paetsch


Zyklisches Modell: Zwei "Branen" prallen aufeinander
Princeton University

Zyklisches Modell: Zwei "Branen" prallen aufeinander

Die Zeit hat keinen Anfang und kein Ende: Das ist die Konsequenz aus einem neuen Modell, demzufolge das Weltall ständig aufs Neue expandiert, um daraufhin wieder zusammenzufallen. Die radikale und in Fachkreisen nicht unumstrittene Theorie, die den Urknall nur als Übergang zwischen zwei Phasen ansieht und die Existenz eines Paralleluniversums einschließt, präsentieren zwei Kosmologen in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Science".

Ihr "zyklisches Modell", meinen Paul Steinhardt von der Princeton University und Neil Turok von der Cambridge University, hat gegenüber dem bisherigen Standardmodell einige Vorteile. Die Welterklärung, auf die sich zuletzt viele Forscher einigen konnten, ist die so genannte Inflationstheorie: Sie geht davon aus, dass das Universum vor rund 14 Milliarden Jahren mit dem Big Bang entstand und danach einen äußerst kurzen Schub rapider Ausdehnung - die Inflation - durchlief.

Diese Theorie, zu deren Begründern auch Steinhardt zählt, kann zwar viele wichtige Eigenheiten des Weltalls erklären - etwa seine räumliche Flachheit, die Fluktuationen in der kosmischen Hintergrundstrahlung und die Verteilung der Galaxien. Doch neue Beobachtungen haben Schönheitsfehler des Inflationsmodells aufgezeigt: Es berücksichtigt nicht, dass sich das Universum offenbar beschleunigt ausdehnt, und zwar unter dem Einfluss einer rätselhaften, als Anti-Schwerkraft wirkenden "dunklen Energie". Zudem verursacht die Standardtheorie philosophisches Unbehagen, denn sie verrät nichts darüber, was vor dem Urknall war.

Um die Probleme zu lösen, schlagen Steinhardt und Turok ein anderes Szenario vor: Demnach durchläuft das Universum eine endlose Reihe von Zyklen, die jeweils mit einem Big Bang beginnen. Nach dem großen Knall entfaltet es sich langsam unter Einwirkung der dunklen Energie über einen Zeitraum von Milliarden von Jahren - genau so, wie es die Astronomen derzeit beobachten. Wenn sich Materie und Strahlung in dem aufgeblähten Raum bis zum Äußersten verdünnt haben, zieht sich das Weltall erst unmerklich, dann immer schneller zusammen, um schließlich in einem weiteren Urknall erneut geboren zu werden.

Diese ständige Erneuerung des Universums lässt sich den Forschern zufolge auch mit der Mathematik der so genannten Stringtheorie und ihrer Weiterentwicklungen erklären, die in den letzten Jahren unter theoretischen Physikern immer mehr Anhänger gefunden haben. Die ebenso exotische wie anspruchsvolle Gedankenwelt beschreibt das Verhalten von Elementarteilchen je nach Theorieversion in zehn und mehr Dimensionen. Auf kosmologische Ebene übertragen, impliziert das Ideengebäude die Existenz mehrdimensionaler Membranen, die auch kurz Branen genannt werden.

Aus der Perspektive der Stringtheorie betrachtet, gibt es in dem von Steinhardt und Turok erdachten Szenario zwei Branen: In der einen ist unser Universum enthalten, in der anderen ein Paralleluniversum. Wie zwei Hände klatschen die beiden Branen immer wieder zusammen und entfernen sich dann voneinander - mit dem Unterschied, das zwischen zwei Aufeinandertreffen Milliarden von Jahren vergehen. Bei einer Kollision wird eine gewaltige Energiemenge freigesetzt, wie bei der Urknalltheorie entsteht Materie und Strahlung, die das Weltall ausfüllt.

Wie die beiden Wissenschaftler betonen, wird mit ihrem zyklischen Modell des Universums die dunkle Energie nicht nur behelfsmäßig erklärt, sie ist sogar ein zentraler Bestandteil. Doch obwohl die Theorie einige Fragen beantwortet, wird sie von anderen Kosmologen kritisch beäugt: "Die Fachwelt ist sehr, sehr skeptisch", meinte etwa David Lyth von der britischen University of Lancaster gegenüber "Nature Science Update". Auch Steinhardt und Turok räumen ein, dass die komplexe Mathematik möglicherweise noch Tücken birgt. Erst nach weiteren Berechnungen könnte sich die Theorie bewähren - oder als schönes, aber durchlässiges Formelgebilde erweisen.



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