Ein Universum aus Nichts - ... und warum da trotzdem etwas ist

ist, dass diese Strukturen unbeeinflusst wären von der gesamten nachfolgenden dynamischen Entwicklung, welche die eigentliche Natur und den Ausgangspunkt all der anfangs winzigen ursprünglichen Störungen in Materie und Energie verdecken kann, die vermutlich durch exotische Prozesse in den frühesten Augenblicken des Urknalls erzeugt wurden.
    Für uns ist jedoch am bedeutsamsten, dass sich auf dieser Oberfläche eine charakteristische Skala befindet, die von nichts anderem als der Zeit selbst dort eingeprägt worden ist. Das ist so zu verstehen: Betrachten wir auf der letzten streuenden Oberfläche eine Strecke, die sich für einen irdischen Beobachter über ein Grad erstreckt, so entspräche das auf dieser Oberfläche einer Entfernung von etwa 300000 Lichtjahren. Nun spiegelt die letzte streuende Oberfläche eine Zeit wider, zu der das Universum selbst ungefähr 300000 Jahre alt war, und laut Einstein kann keine Information schneller als das Licht unterwegs sein. Deshalb konnte zu jener Zeit von einem Ort kein Signal mehr als 300000 Lichtjahre über diese Oberfläche vorangekommen sein.
    Stellen wir uns nun eine Materieansammlung vor, deren Durchmesser weniger als 300000 Lichtjahre beträgt. Ein solcher Klumpen wird dank der eigenen Schwerkraft zu kollabieren begonnen haben. Ein Klumpen mit einem Durchmesser von mehr als 300000 Lichtjahren dagegen wird nicht einmal anfangen zu kollabieren, weil er noch gar nicht »weiß«, dass er ein Klumpen ist. Die Schwerkraft breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus und kann deshalb die gesamte Länge des Klumpens noch nicht durchlaufen haben. Wie die Comicfigur Wile E. Coyote aus der Serie »Road Runner«, die über den Rand einer Klippe rennt und in der Luft stehen bleibt, wird dieser Klumpen also einfach da schweben und auf den Kollaps warten, der eintritt, wenn das Universum alt genug sein wird für das, was von ihm erwartet wird!
    Dadurch ergibt sich ein spezielles Dreieck. Eine Seite ist 300000 Lichtjahre lang; ihr Abstand von uns ist bekannt, weil er durch die Entfernung zwischen uns und der letzten streuenden Oberfläche bestimmt wird, wie folgender Abbildung zu entnehmen ist:

    Die größten Materieansammlungen, die schon zu kollabieren begonnen haben und dabei auf dem Oberflächenbild der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung Unregelmäßigkeiten hervorrufen, werden sich über dieses Winkelmaß erstrecken. Wenn wir ein Bild der Oberfläche zu diesem Zeitpunkt erstellen können, sollten wir erwarten, dass solche heißen Zonen im Durchschnitt die größten im Bild sichtbaren relevanten Klumpen sind.
    Ob der von dieser Entfernung überspannte Winkel aber genau ein Grad beträgt, wird tatsächlich von der Geometrie des Universums festgelegt. In einem flachen Universum reisen Lichtstrahlen auf Geraden. In einem offenen Universum hingegen verlaufen Lichtstrahlen, die man in der Zeit rückwärts verfolgt, nach außen gekrümmt. In einem geschlossenen Universum konvergieren die Lichtstrahlen, wenn man sie rückwärts verfolgt. Unter welchem Winkel eine 300000 Lichtjahre lange Messskala, die in einer mit der letzten streuenden Oberfläche zusammenhängenden Entfernung liegt, für uns tatsächlich erscheint, hängt demnach von der Geometrie des Universums ab, wie der folgenden Zeichnung zu entnehmen ist:

    Das liefert einen direkten, eindeutigen Test für die Geometrie des Universums. Der Umfang der größten heißen oder kalten Zonen in der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung hängt allein von der Kausalität ab – von der Tatsache, dass die Schwerkraft sich nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten kann und der größte Bereich, der zu dieser Zeit kollabiert sein kann, einfach nur von der größten Distanz bestimmt ist, die ein Lichtstrahl zu diesem Zeitpunkt zurückgelegt hat. Außerdem wird der Winkel, unter dem wir eine festgelegte Messskala in einer festgelegten Entfernung sehen, genau von der Krümmung des Universums bestimmt, und deshalb kann ein simples Bild der letzten streuenden Oberfläche die Geometrie der Raumzeit enthüllen.
    Das erste Experiment, mit dem man eine entsprechende Beobachtung versucht hat, war ein 1997 von Antarktika aus aufgelassener Versuchsballon namens BOOMERanG . Die Abkürzung steht zwar eigentlich für B alloon O bservations O f M illimetric E xtragalactic R adiation an d G eophysics, doch der wahre Grund