Die verborgene Wirklichkeit
erkannt und später von anderen, insbesondere von Linde, weiterentwickelt wurde, ist von großer Bedeutung. 7 Ihretwegen habe ich die erste Hälfte dieses Kapitels darauf verwendet, das Gedankengebäude der Inflation zu erläutern.
In vielen Inflationsmodellen ist die Phase rascher, beschleunigter Expansion kein einmaliges Ereignis. Der Prozess, durch den unsere Region des Universums entstanden ist – rasche Expansion des Raumes, gefolgt vom Übergang zu einer eher normalen, langsameren Expansion in Verbindung mit der Entstehung von Teilchen –, kann sich in weit voneinander entfernten Abschnitten des Kosmos immer und immer wieder wiederholen. Aus der Vogelperspektive würde es dann so aussehen, als sei der Kosmos mit unzähligen, weit voneinander entfernten Regionen übersät, von denen jede das Ergebnis einer eigenen Inflationsphase ist.
Unser Bereich, den wir immer für das Universum gehalten haben, wäre demnach nur eine dieser vielen Regionen, und er würde in einer viel größeren Weite schweben. Wenn es in den anderen Regionen intelligentes Leben gibt, würden diese Wesen mit der gleichen Sicherheit ihr Universum ebenfalls für das Universum halten. Die Inflationsmodelle führen uns geradewegs zur zweiten Variation über das Thema Paralleluniversen.
Um zu verstehen, wie es zu dem inflationären Multiversum kommt, müssen wir uns mit zwei Komplikationen beschäftigen, über die ich in meinem Vergleich mit Cartman hinweggegangen bin.
Erstens ist das Bild von dem hoch auf einem Berggipfel kauernden Cartman eine Analogie zu einem Inflatonfeld, das eine beträchtliche potenzielle Energie und negativen Druck enthält, so dass es im Begriff steht, zu niedrigeren Werten hinunterzurollen. Aber während Cartman auf einem einzigen Gipfel thront, hat das Inflatonfeld an jeder Stelle im Raum einen Wert. Die Theorie postuliert, dass das Inflatonfeld innerhalb einer Anfangsregion an jeder Stelle zunächst den gleichen Wert hat. Wollen wir unsere Analogie präzisieren, dann gelangen wir zu einem eher seltsamen Bild: viele Cartman-Klone sitzen innerhalb eines Raumbereiches auf vielen dicht nebeneinander stehenden, genau gleich aussehenden Berggipfeln.
Und zweitens war bisher noch kaum von der Quanten natur der Quantenfeldtheorie die Rede. Wie alles in unserem Quantenuniversum, so unterliegt auch das Inflatonfeld der Unschärferelation. Sein Wert unterliegt also zufälligen Fluktuationen, steigt zwischenzeitlich hier ein wenig an und sinkt dort ein wenig ab. In Alltagssituationen sind die Quantenfluktuationen so gering, dass man sie nicht bemerkt. Wie man aber durch Berechnungen zeigen kann, werden die durch die Unschärferelation verursachten Fluktuationen umso größer, je mehr Energie das Inflaton besitzt. Und da der Energiegehalt des Inflatons während der Inflationsphase sehr hoch war, erlebte das frühe Universum entsprechend große Fluktuationen. 8
Wir sollten uns also nicht nur eine Kompanie von Cartmans ausmalen, die hoch oben auf gleichartigen Berggipfeln sitzen, sondern wir sollten uns auch vorstellen, dass sie alle einer zufälligen Folge von Erdbeben ausgesetzt sind – hier stärker, dort schwächer, da drüben vielleicht sehr stark. Mit diesem Szenario können wir nun feststellen, was geschehen wird. Die einzelnen Cartman-Klone bleiben unterschiedlich lange auf ihren Berggipfeln sitzen. An manchen Stellen wirft ein starkes Erdbeben die meisten von ihnen den Abhang hinunter; an anderen geraten nur wenige von ihnen durch ein schwaches Erdbeben ins Trudeln, und an wieder anderen werden manche von ihnen, die bereits im Herunterrollen
begriffen waren, durch ein starkes Erdbeben wieder nach oben geschleudert. Nach einiger Zeit ist das Gelände in eine Zufallsanordnung verschiedener Regionen unterteilt wie die Vereinigten Staaten in ihre Bundesstaaten. In manchen davon sitzt überhaupt kein Cartman mehr auf den Berggipfeln, in anderen harren noch viele Cartmans auf ihren Aussichtspunkten aus.
Zu einer ähnlichen Schlussfolgerung gelangt man wegen der zufälligen Natur der Quantenfluktuation auch für das Inflatonfeld. Dieses befindet sich zu Beginn überall im Raum ganz oben auf der Energieböschung. Die Quantenfluktuationen wirken dann wie Erdbeben. Wie man in Abbildung 3.2 erkennt, gliedert sich die Weite des Raumes aus diesem Grund schon wenig später in Bereiche mit unterschiedlichen Eigenschaften: In manchen davon sorgen die Quantenfluktuationen dafür, dass das Feld den Abhang hinunterrollt, in anderen
Weitere Kostenlose Bücher