Die verborgene Wirklichkeit

drei Sätzen zusammenfassen. Das inflationäre Multiversum – der ständig expandierende Schweizer-Käse-Kosmos – enthält eine riesige, unaufhörlich wachsende Zahl von Blasenuniversen. Vereinigt man die kosmische Inflation mit der Stringtheorie, dann, so der Grundgedanke, verteilt der Prozess der immerwährenden Inflation die 10 500 möglichen Formen für die zusätzlichen Dimensionen so auf die verschiedenen Blasen – eine Form der zusätzlichen Dimensionen je Blasenuniversum –, dass in dem entstehenden kosmologischen System alle Möglichkeiten verwirklicht sind. Dieser Überlegung zufolge leben wir in der Blase, deren zusätzliche Dimensionen ein Universum mit einer kosmologischen Konstante und allen anderen Voraussetzungen für unsere Form von Leben bilden, so dass seine Eigenschaften mit den Beobachtungen übereinstimmen. Im Rest des Kapitels werde ich die Details genauer ausleuchten; wer weiterlesen möchte, kann ohne Weiteres zum letzten Abschnitt des Kapitels springen.

    Die String-Landschaft
    In meinen Erläuterungen zur kosmischen Inflation in Kapitel 3 habe ich mich einer Abwandlung einer allgemein bekannten Metapher bedient. Ein Berggipfel stand für den höchsten Energiegehalt eines Inflatonfelds, das den Raum erfüllt. Das Herabrollen vom Berg und der Stillstand an einer niedrig gelegenen Stelle der Landschaft war gleichbedeutend damit, dass das Inflaton seine Energie abgibt, die dabei in Materieteilchen und Strahlung umgewandelt wird.
    Betrachten wir noch einmal drei Aspekte der Metapher und bringen wir sie anhand von Kenntnissen, die wir seitdem gewonnen haben, auf den neuesten Stand. Erstens haben wir erfahren, dass das Inflaton nur eine Quelle von vielen für die Energie ist, die den Raum erfüllt; andere Beiträge stammen von den Quantenfluktuationen aller möglichen anderen Felder – elektromagnetischer Felder, zu den Kernkräften gehöriger Felder, und so weiter. Passen wir also die Metapher entsprechend an: Jeder Wert für die Höhe steht jetzt für die gesamte, von allen Quellen beigetragene Energie, die den Raum einheitlich durchzieht.
    Zweitens lag der Fuß des Berges, an dem das Inflaton endgültig zur Ruhe kommt, in der ursprünglichen Metapher auf Höhe des »Meeresspiegels«, also auf der Höhe 0, auf der das Inflaton seine gesamte Energie (und seinen Druck) abgegeben hat. In der aktualisierten Metapher entspricht das Niveau am Fuß des Berges der – aus allen Quellen bereitgestellten – Gesamtenergie, die sich durch den Raum zieht, nachdem die Inflation abgeschlossen ist. Das ist aber nur ein anderer Name für die kosmologische Konstante in diesem Blasenuniversum. Das Rätsel um die Erklärung unserer kosmologischen Konstante verwandelt sich also in das Rätsel, wie man das Niveau unseres Bergfußes erklären soll – warum liegt er nahezu, aber nicht ganz auf Meereshöhe?
    Und schließlich haben wir anfangs das einfachste gebirgige Gelände betrachtet, einen Gipfel, der glatt zu dem Fuß hin abfällt, an dem das Inflaton letztlich liegen bleibt (siehe Abbildung 3.1 ). Dann haben wir einen weiteren Schritt vollzogen und andere Bestandteile (Higgs-Felder) berücksichtigt, deren Entwicklung und endgültige Ruhestätte die in den Blasenuniversen ausgeprägten physikalischen Eigenschaften beeinflussen (siehe Abbildung 3.6 ). In der Stringtheorie ist das Spektrum der möglichen Universen noch reichhaltiger. Die Form der zusätzlichen Dimensionen bestimmt über die physikalischen Eigenschaften eines bestimmten Blasenuniversums; deshalb stellen die möglichen »Ruheplätze«, die verschiedenen Täler in Abbildung 3.6(b), jetzt die möglichen Formen der zusätzlichen Dimensionen dar. Damit die 10 500 möglichen Formen
dieser Dimensionen berücksichtigt werden können, muss das Gebirgsgelände aus einer üppigen Ansammlung von Tälern, Graten und Mulden bestehen wie in Abbildung 6.4 . Jedes derartige Geländemerkmal, auf dem eine Kugel zur Ruhe kommen kann, stellt eine mögliche Form dar, zu der die zusätzlichen Dimensionen sich entfalten können; die Höhe der Stelle ist dabei gleichbedeutend mit dem Wert der kosmologischen Konstante des zugehörigen Blasenuniversums. Diese String-Landschaft , wie man sie nennt, ist in Abbildung 6.4 veranschaulicht.
    Abbildung 6.4 Die String-Landschaft kann man schematisch als gebirgiges Gelände darstellen. Die einzelnen Täler veranschaulichen dabei verschiedene Formen der zusätzlichen Dimensionen, und die Höhe steht stellvertretend für