Die verborgene Wirklichkeit

erkannte, ergab sich zwangsläufig noch ein weiterer wichtiger Nutzen.
    Die gleichen Überlegungen, mit denen man erklären kann, warum ein konstantes Feld einen negativen Druck hat, treffen auch auf eine kosmologische Konstante zu. (Wenn die Flasche leeren Raum enthält, dessen kosmologische Konstante ungleich null ist, und wenn man dann den Korken langsam herauszieht,
trägt der dadurch verfügbare zusätzliche Raum in der Flasche zusätzliche Energie bei. Die einzige Quelle für diese Energie sind unsere Muskeln, die demnach gegen einen nach innen gerichteten, negativen Druck anarbeiten mussten, der von der kosmologischen Konstante ausgeht.) Und wie das konstante Feld, so erzeugt auch der einheitliche negative Druck der kosmologischen Konstante abstoßende Gravitation. Das Entscheidende sind hier allerdings nicht die Ähnlichkeiten, sondern die Aspekte, in denen sich eine kosmologische Konstante und ein konstantes Feld unterscheiden.
    Eine kosmologische Konstante ist genau das: eine Konstante, ein Zahlenwert, der in der dritten Zeile der Relativitätstheorie-Steuererklärung eingetragen wurde und heute die gleiche abstoßende Gravitation erzeugt wie vor Jahrmilliarden. Der Wert eines Feldes dagegen kann sich mit der Zeit verändern und tut das in der Regel auch. Wenn wir den Mikrowellenofen einschalten, verändern wir das elektromagnetische Feld in seinem Innenraum; wenn eine Assistentin den Kernspintomographen einschaltet, verändert sie das elektromagnetische Feld in seinem Hohlraum. Ähnlich, so Guths Erkenntnis, könnte sich auch ein Inflatonfeld verhalten, das den Raum erfüllt – es wird für die Dauer der Inflationsphase ein- und dann gleich wieder ausgeschaltet; damit würde die Möglichkeit geschaffen, dass die abstoßende Gravitation nur während eines kurzen Zeitraums wirksam ist. Das ist von entscheidender Bedeutung. Eines ist aufgrund der Beobachtungen klar: Wenn das plötzliche Wachstum des Raumes überhaupt stattgefunden hat, muss es sich vor Jahrmilliarden abgespielt haben, und anschließend muss die Expansionsrate stark zurückgegangen sein, so dass sich die gemächlichere Ausdehnung einstellte, die man heute durch genaue astronomische Messungen nachweisen kann. Der Inflationsgedanke hat also den entscheidenden Aspekt, dass die starke abstoßende Gravitation nur während einer vorübergehenden Ära herrschte.
    Der Mechanismus, durch den die Welle der Inflation ein- und wieder ausgeschaltet wurde, geht auf ein physikalisches Szenario zurück, das ursprünglich von Guth entwickelt worden war; beträchtlich verfeinert wurde es später von Albrecht und Steinhardt. Um uns einen Eindruck von ihrem Vorschlag zu verschaffen, können wir uns eine Kugel oder, noch besser, den fast kugelrunden Eric Cartman aus der Zeichentrickserie South Park vorstellen, der wackelig auf einem der schneebedeckten Berge von South Park kauert. Ein Physiker würde sagen: In dieser Lage wohnt Cartman eine beträchtliche Energie inne. Genauer gesagt, besitzt er potenzielle Energie , also Energie, die ohne Weiteres angezapft werden kann – am einfachsten dadurch, dass er bergab rollt, wobei sich die potenzielle Energie in Bewegungsenergie ( kinetische Energie ) verwandelt. Wie wir aus
Erfahrung wissen und mit den Gesetzen der Physik genau beschreiben können, ist dies ein typischer Vorgang. Ein System, das potenzielle Energie enthält, wird jede Gelegenheit nutzen, diese Energie freizusetzen. Oder, kurz gesagt: Dinge fallen nach unten.
    Abbildung 3.1 Die in einem Inflatonfeld enthaltene Energie (senkrechte Achse) für verschiedene Werte des Feldes (waagerechte Achse).
    Auch die Energie in einem Feld, das nicht den Wert null hat, ist potenzielle Energie: Man kann sie anzapfen, und das führt zu einer exakten Analogie zu Cartman. Wie rasch Cartmans potentielle Energie ansteigt, wenn er den Berg hinaufklettert, hängt von der Form der Böschung ab – in flachem Gelände verändert sich die potenzielle Energie beim Gehen nur geringfügig, weil er kaum an Höhe gewinnt; ist der Abhang steil, steigt die potenzielle Energie während seines Aufstiegs schnell an. Die potenzielle Energie eines Feldes kann man grafisch in einer Weise beschreiben, die an Cartmans Hügel erinnert: mithilfe einer sogenannten Potenzialkurve. Ein Beispiel ist in Abbildung 3.1 dargestellt; die Kurve zeigt an, wie sich die potenzielle Energie eines Feldes in Abhängigkeit von seinem Wert verändert.

    Machen wir es nun einmal wie die Pioniere der kosmischen