Das versteckte Experiment (German Edition)

seines Lebens‘.“
    „Auch ein Genie irrt manchmal. Das beruhigt mich.“
    „In einem gewissen Sinne hat Einstein aber damals vielleicht doch recht gehabt. Die Gravitation der Massen müsste die Expansion des Universums eigentlich zum Stillstand bringen. Aus neuesten Messungen geht jedoch hervor, dass sich das Universum sogar beschleunigt ausdehnt. Das kann nur durch eine Kraft verursacht werden, die der Gravitation entgegenwirkt.“
    „Die Antigravitation?“
    „Ja. Die Annahme der Existenz von ‚Antigravitation‘ könnte uns auch helfen, einige Probleme zu lösen, die das beschriebene Urknallmodell aufweist.“
    „Eigentlich habe ich mich schon etwas an das Modell gewöhnt und finde es einigermaßen anschaulich. Sollten wir es nicht dabei belassen?“
    „Es wäre aber besser, wenn wir möglichst viele Widersprüche beseitigen und alle Beobachtungen in Einklang mit der Theorie bringen könnten.“
    „Na ja, einverstanden. Wo liegen die Probleme?“
    „Ein Problem ist die Gleichförmigkeit des Universums. Egal, in welche Richtung wir sehen, die Strukturen sind sehr ähnlich. Auch die Hintergrundstrahlung ist außerordentlich homogen, als wären die verschiedenen Bereiche des Universums zu irgendeinem Zeitpunkt zusammenhängend gewesen und es hätte sich ein thermodynamisches Gleichgewicht zwischen ihnen einstellen können.“
    „Weshalb kann das nicht der Fall gewesen sein?“
    „Wie wir gesehen haben, hat sich der Raum nach dem Urknall mit hoher Geschwindigkeit ausgedehnt. Zwei entgegengesetzte Punkte im Weltall liegen weiter auseinander als eine entsprechende Strecke, die das Licht seit dem Urknall zurücklegen konnte. Wenn du auf der Erde mit einem sehr guten Teleskop zwei entgegengesetzte Punkte des Universums beobachtest (z. B. zwei Galaxien in zehn Milliarden Lichtjahren Entfernung), so hat dich das Licht natürlich schon erreicht, sonst könntest du sie nicht sehen. Bewohner der beiden Galaxien können aber jeweils die Galaxie der anderen nicht sehen, da das Licht die Strecke zwischen den beiden (20 Milliarden Lichtjahre) noch nicht zurückgelegt haben kann (das Weltall ist ja erst 13,7 Milliarden Jahre alt). Man nennt dieses Problem auch das Horizontproblem. Die Galaxien liegen für die Beobachter hinter dem jeweiligen beobachtbaren Horizont.
    Damit gibt es und gab es auch keine physikalische Wechselwirkung, keine kausale Verbindung zwischen beiden und keinen Grund für Ähnlichkeiten und eine übereinstimmende Temperaturverteilung.“
    „Aber kurz nach dem Urknall lagen die einzelnen Bereiche doch viel enger zusammen. Der Weg, den die Strahlung zwischen den Regionen zurückzulegen hatte, war also entsprechend kürzer.“
    „Das ist richtig. Regionen, die heute aufgrund ihrer Entfernungen nicht miteinander in Verbindung stehen können, konnten das in früheren Zeiten jedoch auch nicht. Ich habe dir gerade das Beispiel von zwei entfernten Regionen genannt, die 20 Milliarden Lichtjahre auseinanderliegen. Wenn wir in der Zeit zurückgehen, liegen diese zwar weiter zusammen, das Licht hatte aber auch weniger Zeit, um von dem einen Ort zum anderen zu gelangen. Ein Temperaturausgleich zwischen den Regionen war zu keiner Zeit möglich. Das Problem verschärft sich noch dadurch, dass die Gravitation die Expansion des Universums abgebremst hat. Daraus ergibt sich, dass wir mehr als die Hälfte der Zeit zum Urknall zurückgehen müssen, um den Abstand zwischen den Regionen zu halbieren.“
    „Das Horizontproblem ist also ein Hinweis darauf, dass die Urknalltheorie doch falsch ist?“
    „Nein, sie ist ganz sicher richtig. Es gibt einfach zu viele Übereinstimmungen mit den Beobachtungen. Aber wie bei vielen Theorien musste auch die Standard-Urknalltheorie aufgrund neuerer Erkenntnisse erweitert werden.“
    „Wie sieht diese Erweiterung aus?“
    „Ich will vor der Auflösung noch kurz ein zweites Problem schildern, das die Urknalltheorie aufwirft. Wie du aus meinen Schilderungen weißt, sagt Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie aus, dass die Gravitation einer Krümmung des Raumes entspricht. Je mehr Masse (oder Energie) vorhanden ist, um so größer ist die Raumkrümmung. Ist die Masse- beziehungsweise Energiedichte sehr hoch, so ist die Krümmung positiv und der Raum krümmt sich zu einer Kugel, ist sie gering, so ist die Krümmung negativ. Bei einer ganz bestimmten Materie- beziehungsweise Energiedichte ist die Raumkrümmung weder positiv noch negativ, sie ist gleich null und der Raum ist flach