Das Universum begann vermutlich nicht mit dem Großen Knall

Was war vor dem Urknall?

Ein Scharnier zwischen Quantenmechanik und Relativitätstheorie

    

Zum ersten Mal ist es nach Meinung von Martin Bojowald möglich, mit mathematischen Werkzeugen zu analysieren, was vor dem Urknall gewesen sein könnte. Er interpretiert die Ergebnisse seiner Berechnungen in der Weise, dass es vor dem Urknall ein schrumpfendes Universum gab, das durch seine hohe Dichte in eine heiße Phase geriet. An einem bestimmten Punkt dieses Prozesses begann die Raumzeit wieder zu expandieren. Der Beleg dafür ist die bis heute messbare Hintergrund-Strahlung.

Den Urknall als den Anfang des Universums zu definieren nennt Bojowald eine Fehldeutung. Er hält auch nichts von der Annahme, dass das Universum im Zeitpunkt des Urknalls eine unendlich hohe Dichte aufwies.

Mit der so genannten Quantenschleifen-Gravitations-Theorie soll eine Brücke zwischen Relativitäts-Theorie und Quanten-Theorie geschlagen werden. Sie postuliert, dass die Raumzeit nicht kontinuierlich und lückenlos sondern quantisiert - quasi gestückelt - ist. Raum und Zeit sollen demnach aus winzigen Elementen bestehen, die viel kleiner sind als die bislang gefundenen Elementarteilchen.

Aus der quantenhaften Raumzeit leitet sich eine Gitter-artige Struktur ab, die zur Folge hat, dass die Raumzeit nicht auf Null schrumpfen kann. Außerdem kann man daraus folgern, dass die Gravitation bei entsprechend hoher Dichte auch eine abstoßende Wirkung hat. Alle Größen, die man mit Hilfe der Quantenschleifen-Gravitations-Theorie ausrechnen kann sind endlich und machen einen physikalischen Sinn, im Gegensatz zur singulären Urknall-Theorie. Darin liegt letztlich auch die Stärke.

Ein weiterer Schluß aus der Quantenschleifen-Gravitations-Theorie definiert die Galaxien als Übergangs-Produkte in einem pulsierenden Universum. Bei allem Charme wirft die Quantenschleifen-Gravitations-Theorie jedoch auch neue Probleme auf. Zum einen dürfte der experimentelle Nachweis einen Aufwand erfordern, der alle bisherigen Investitionen in Super-Teilchenbeschleuniger weit in den Schatten stellt. Zum anderen beantwortet auch die Quantenschleifen-Gravitations-Theorie nicht die Frage nach dem Ursprung des Universums.

Buchempfehlung: "Zurück vor den Urknall", von Martin Bojowald - Verlag S. Fischer - 343 Seiten - 19,95 €
(SZ 090411)