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Die Sonne und der Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter.

Ein Universum ohne Anfang und Ende

Um die rasante Ausdehnung des Kosmos zu erklären, nehmen Physiker die Existenz einer mysteriösen Dunklen Energie an. Eine neue Theorie kommt ohne sie aus, zahlt dafür aber einen hohen Preis: Das Universum hätte demnach weder Anfang noch Ende.

Kosmologie 02.08.2010

Bang!

Kaum eine Theorie hat sich so stark in das popkulturelle Gedächtnis eingeprägt wie das Urknallszenario. Den „Big Bang“ kennt jedes Kind, in Lehrbüchern steht er sowieso, in Literatur und Film hat er ebenfalls seinen Stammplatz, sogar eine südkoreanische Hip-Hop-Band hat sich nach ihm benannt.

Der Erfolg hat vermutlich nicht nur wissenschaftliche Gründe. Eine Alliteration geht leicht über die Lippen, außerdem hat der Big Bang - zumindest für uns Westler - dramaturgische Stärken: Dass es einen definitiven Anfang der Welt gegeben hat, entspricht unseren Intuitionen eher als die Vorstellung von einem ewig existierenden Universum. Unendlichkeiten sind nicht fassbar, ein Punkt Alpha als Beginn aller Dinge schon eher. Und drittens scheint sich dieses Szenario auch besser mit christlichen Schöpfungslehren zu vertragen. Sofern man den Urknall für jenen Punkt hält, wo die Physik in die Metaphysik übergeht, kann man sich auch auf einen unbewegten Beweger berufen, ohne territoriale Streitigkeiten mit den Kosmologen zu riskieren.

Dabei ist der Urknall keineswegs so unumstritten, wie es scheinen mag: 2004 veröffentlichten mehr als 30 Forscher im britischen Magazin „New Scientist“ einen offenen Brief, in dem sie auf Schwächen des Urknallmodells hinwiesen und einen liberaleren Umgang mit möglichen Alternativen einforderten. Einer der aktiveren Vertreter dieser Protestgruppe ist der US-Physiker Eric Lerner. Er hält den Urknall für nichts anderes als einen „altertümlichen Kataklysmus“ – eine biblische Sintflut im wissenschaftlichen Gewand also.

Raum wird Zeit, Zeit wird Raum

Zur Studie

Die Studie "Cosmological Models with No Big Bang" von Wun-Yi Shu ist auf dem Preprint-Server arXiv.org erschienen.

Einen neuen Angriff auf den Big Bang reitet nun der Astrophysiker Wun-Yi Shu von der Tsing Hua Nationaluniversität in Taiwan. Shu hat soeben eine neue Beschreibung des Universums entwickelt, in dem Raum, Zeit und Masse auf so kuriose Art verschränkt sind, sodass Einsteins Allgemeine Relativtätstheorie im Vergleich dazu fast schon hausbacken wirkt.

Shu zufolge können Raum und Zeit ineinander umgewandelt werden, ebenso Masse und Länge. Beide Prozesse hängen von der Gravitationskonstante und der Lichtgeschwidigkeit ab - zwei Naturkonstanten, die in Shus Welt aber zu Variablen degradiert werden. Ein Universum mit diesem Eigenschaften würde ewig bestehen, es hätte keinen Anfang und kein Ende, lediglich alternierende Perioden der Ausdehnung und Kontraktion. Ein Urknall wäre damit nicht nur obsolet, sondern sogar rechnerisch unmöglich.

Das Ganze könnte man als spekulative Philosophie mit Formeln abtun, wenn das „Shu-niversum“ nicht ein hartnäckiges Problem der Kosmologie lösen würde. Shus Theorie sagt voraus, dass das Licht von Sternenexplosionen mit einer bestimmten Rotverschiebung auf der Erde ankommen würde. Solche Werte wurden tatsächlich gemessen, Kosmologen interpretierten sie als Hinweis dafür, dass sich der Kosmos nicht nur ausdehnt, sondern beschleunigt ausdehnt.

Doch diese Beschleunigung will nicht so recht ins kosmologische Standardmodell passen. Um die Phänomene zu retten, führten die Physiker die Dunkle Energie ein: Sie soll als eine Art Anti-Gravitation die Galaxien auseinander treiben, obwohl man weder weiß, wie sie das tut, noch woraus sie besteht.

Knackpunkt Hintergundstrahlung

In diesem Punkt ist Shus Theorie sparsamer. Sie benötigt keine Dunkle Energie, da die beschleunigte Expansion zu ihrem Grundvokabular gehört. Gleichwohl ist sie weit davon entfernt, alles erklären zu können, was Astronomen aus dem experimentellen Fach am Himmel beobachten. Abgesehen davon, dass Shu eine muntere Konversion physikalischer Grundgrößen einführt und zwei Naturkonstanten opfert, kann sein Modell etwa nichts mit der kosmischen Hintergrundstrahlung anfangen.

Und gerade die ist wichtig, denn die Mehrheit der Physiker betrachtet sie als Echo des Urknalls. So wird das Schicksal von Shus ewigem Universum zunächst davon abhängen, ob darin auch die Hintergrundstrahlung ihr Plätzchen findet. Falls ja, hätten die Urknalldissidenten ein Argument mehr im Talon.

Robert Czepel, science.ORF.at

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