Das versteckte Experiment (German Edition)

wir davon ausgehen?“
    „Du weißt, dass wir mit unseren Teleskopen weit in die Vergangenheit blicken können. Es wurde bisher nichts beobachtet, was den bekannten physikalischen Gesetzen widerspricht. Die physikalischen Gesetze inklusive der beiden fundamentalen Theorien, der Quantenmechanik und der Allgemeinen Relativitätstheorie, sind generell anwendbar. Stoßen wir jedoch in Bereiche vor, die durch die Heisenbergsche Unschärferelation bestimmt sind, so versagen beide Theorien. Erst nach Ablauf der sogenannten Planck-Zeit, 10 -43 Sekunden nach dem Urknall, können wir die Theorien anwenden und Aussagen über die Vorgänge nach dem Urknall treffen.“
    „10 -43 Sekunden? Bereits nach einer so unvorstellbar kurzen Zeit, also nach 0,0000000000000000000000000000000000000000001 Sekunden, bis heute? Damit hätten wir ja Theorien für fast die gesamte Existenzzeit des Universums.“
    „Ja, aber eben nur fast.“
    „O. k. es fehlt also nur ein extremer Bruchteil der ersten Sekunde.“
    „Das klingt tatsächlich zunächst unwesentlich. Bedenke aber, dass in dieser Zeit der Urknall ausgelöst wurde und die Grundlagen für unser heutiges Universum geschaffen wurden. Alle vier Grundkräfte waren in einer Urkraft vereinigt. Für diese Zeit benötigen wir eine Theorie, die die Quantenmechanik und Allgemeine Relativitätstheorie vereinigt, eine Theorie der Quantengravitation. Sie muss mit der Unschärfe von Raum und Zeit umgehen und alle vier Elementarkräfte beschreiben können. Ein Kandidat für solch eine Theorie ist die Stringtheorie.“
    „Ich erinnere mich. Man hat die Hoffnung, dass die Stringtheorie die elektromagnetische, die schwache und die starke Wechselwirkung, die durch die Quantenmechanik beschrieben werden, und die Gravitation, die durch die Allgemeine Relativitätstheorie beschrieben wird, erklärt. Es soll eine Theorie für alles sein, die die Naturkonstanten und alle physikalischen Gesetze beschreibt.“
    „TOE.“
    „Was?“
    „TOE, Theory of Everything nennen es die Wissenschaftler.“
    „Also gut, die Zeit von 0 Sekunden bis 10 -43 Sekunden können wir noch nicht genau beschreiben. Aber was passierte danach?“
    „Ausführlich?“
    „Lieber kurz.“
    „Also, hier ist die Frühgeschichte des Universums. Wie wir bereits gesehen haben, sinkt die Temperatur mit der Ausdehnung des Universums bis zur heutigen Temperatur von 2,73 Kelvin.
    10 -44 s nach dem Urknall: Die Temperatur beträgt etwa 10 32 Kelvin. Die Gravitation spaltet sich von der Urkraft ab. Die anderen Wechselwirkungen, die schwache und die starke Wechselwirkung sowie die elektromagnetische Kraft, sind noch vereinigt. Die Grand Unified Theory, abgekürzt GUT, soll diese Wechselwirkung beschreiben. Bis heute ist sie jedoch nicht endgültig formuliert.“
    „Immerhin ist es ja schon gelungen, die schwache und die elektromagnetische Kraft als eine einheitliche elektroschwache Kraft zu beschreiben.“
    „Ja, der nächste Schritt wäre, die starke Wechselwirkung und schließlich die Gravitation einzubeziehen.“
    „Dann hätten wir die TOE. Wie geht es weiter?“
    „10 -36 s: Durch die Ausdehnung sinkt die Temperatur auf 10 27 K. Die starke Wechselwirkung spaltet sich ab.
    10 -33 s: Die Temperatur sinkt auf 10 25 K. Es bilden sich Quarks und Anti-Quarks, die später nach weiterer Abkühlung die sogenannten Baryonen bilden, zu denen die Neutronen und Protonen gehören.
    10 -35 sbis 10 -32 s: Das Universum dehnt sich schlagartig um einen Faktor 10 50 aus. Das ist die Inflation, die wir besprochen haben.
    10 -12 s: Die Temperatur sinkt auf 10 16 K. Die elektroschwache Kraft spaltet sich in die schwache und die elektromagnetische Kraft auf. Damit haben sich alle vier Grundkräfte entwickelt.
    10 -6 s: Die Temperatur sinkt auf 10 13 K. Die Quarks bilden Protonen und Neutronen sowie deren Antiteilchen.
    10 -4 s: Die Temperatur sinkt auf 10 12 K. Die meisten Protonen und Neutronen werden durch Zusammenstöße mit ihren entsprechenden Antiteilchen vernichtet. Es bleibt jedoch ein Überschuss an Teilchen, die die Bausteine unserer heutigen Materie bilden. In dieser Zeit bilden sich auch Elektronen, Positronen, Neutrinos und Photonen.
    Eine Sekunde nach dem Urknall: Die Temperatur ist auf 10 10 K gesunken. Elektronen und Positronen vernichten sich gegenseitig. Auch hier bleibt jedoch ein Überschuss an Elektronen für die Bildung unserer heutigen Materie übrig.
    Zehn Sekunden: Die Temperatur sinkt auf 10 9 K. Es entstehen die ersten Atomkerne,